RU2642236C1 - Способ сравнительной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя - Google Patents
Способ сравнительной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642236C1 RU2642236C1 RU2017120183A RU2017120183A RU2642236C1 RU 2642236 C1 RU2642236 C1 RU 2642236C1 RU 2017120183 A RU2017120183 A RU 2017120183A RU 2017120183 A RU2017120183 A RU 2017120183A RU 2642236 C1 RU2642236 C1 RU 2642236C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- fuel
- combustion
- combustion chamber
- flame
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 132
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 131
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 title description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract 2
- 239000003570 air Substances 0.000 abstract 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 abstract 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 9
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 4
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000002816 fuel additive Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000011943 nanocatalyst Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
- G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
- G01N25/24—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures using combustion tubes, e.g. for microanalysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels; Explosives
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
Abstract
Изобретение относится к жидким углеродсодержащим топливам, содержащим присадки, применительно к оценке эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя. Способ заключается в том, что на первом этапе в испарительную камеру сгорания подают эталонное топливо и воздух с заданными температурой и давлением, коэффициент избытка воздуха устанавливают из условия сгорания более 95% топлива, увеличивают расход воздуха и топлива при неизменном коэффициенте избытка воздуха, добиваясь бедного срыва пламени в камере сгорания, и фиксируют значение объемного расхода воздуха, соответствующего режиму срыва пламени, на втором этапе используют топливо с присадкой - промотором горения, которое подают в испарительную камеру сгорания при расходе, равном начальному расходу топлива на первом этапе, воздух подают с коэффициентом избытка воздуха при температуре и давлении, равными выбранным на первом этапе, увеличивают расход воздуха и топлива при неизменном коэффициенте избытка воздуха, добиваясь бедного срыва пламени в камере сгорания, и фиксируют значение объемного расхода воздуха, соответствующего режиму срыва пламени, и оценку эффективности присадки - промотора горения осуществляют по соотношению объемных расходов воздуха, зафиксированных на первом и втором этапах. Достигается повышение точности оценки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к жидким углеродсодержащим топливам, содержащим присадки, в частности к способам оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя, и предназначено для исследовательских испытаний образцов реактивных топлив, содержащих присадки - промоторы горения для определения эффективности этих присадок.
Одним из основных требований к камерам сгорания газотурбинных энергетических установок любого назначения является обеспечение устойчивого горения. Зону устойчивой работы камеры сгорания определяют в виде границы, разделяющей устойчивый и неустойчивый режимы работы по следующим параметрам: коэффициент избытка воздуха а, скорость потока в характерном сечении камеры сгорания, массовый расход воздуха. Расширение зоны устойчивой работы камеры сгорания воздушно-реактивного двигателя может позволить снизить расход топлива и сделать более эффективным применение двигателя.
Основной характеристикой топлива, определяющей границы устойчивой работы камеры сгорания, является скорость горения топлива. Улучшение углеводородных топлив, которое может влиять на улучшение работы реактивных двигателей, связывают с модификацией топлив на молекулярном уровне при введении в их состав промоторов горения.
Поскольку в настоящее время отсутствует способ непосредственного измерения скорости горения топлива в турбулентном воздушном потоке, для сравнения топлив используют методику определения границы бедного срыва пламени. При заданном расходе воздуха граница бедного срыва пламени характеризуется коэффициентом избытка воздуха: чем выше скорость горения топлива, тем выше коэффициент избытка воздуха при срыве пламени и шире зона устойчивой работы камеры сгорания.
Обычно определяют границу бедного срыва пламени следующим образом. При фиксированном массовом расходе воздуха и устойчивом горении ступенчато уменьшают расход топлива до срыва пламени. Наличие горения определяется визуально, лазерно-оптическим методом по отображению хемилюминесцентных радикалов ОН или по снижению температуры в камере сгорания или на выходе из камеры сгорания. При испытании образцов топлива при фиксированном расходе воздуха соотношение коэффициентов избытка воздуха при срыве пламени равно обратному отношению расходов топлива и является косвенной качественной оценкой скорости горения топлива.
Такой способ был использован для определения срывных характеристик по бедным смесям отсека камеры сгорания при сравнении биотоплива и керосина ТС-1 (Васильев А.Ю.. Медведев Р.С., Челебян О.Г. / Особенности применения биотопливной смеси в камерах сгорания современных газотурбинных двигателей // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета, №3 (41), 2013 г., ч. 2, с. 57-61). Пределы устойчивого горения биотоплив и керосина ТС-1 в отсеке камеры сгорания определены при горячих испытаниях в высотных условиях на экспериментальном стенде с образцом жаровой трубы с центробежным каналом подачи топлива. Были, в частности, установлены границы бедного срыва пламени: коэффициенты избытка воздуха а, при которых происходил бедный срыв пламени при фиксированных объемных расходах воздуха при его равных во всех экспериментах температуре и давлении. Для такой характеристики горения топлива требуется большой объем испытаний, большой расход топлива, воздуха, энерго- и трудозатрат.
Таким же образом определяли расход топлива при бедном срыве пламени при фиксированном расходе воздуха при исследовании базовых топлив для оценки влияния нанокаталитических присадок на эффективность топлив (N.A. Kremer / Development and qualification of a specialized gas turbine test stand to research the potential benefits of nanocatalyst fuel additives. Master’s Thesis. 2007, прототип). При этом эксперименты проводят на стенде с натурным малоразмерным турбореактивным двигателем F-121 Williams International (США) в условиях постоянного расхода набегающего воздуха. Камера сгорания двигателя F-121 сделана по схеме петлевой камеры сгорания французской фирмы Турбомека с распылом топлива размещенной на валу двигателя вращающейся форсункой. Более эффективным считают топливо с меньшим расходом или с большим коэффициентом избытка воздуха при срыве пламени в турбореактивном двигателе.
Принципиальным недостатком описанных способов сравнительной оценки горения топлив по срывным характеристикам камеры сгорания при изменении коэффициента избытка воздуха является тот факт, что в процессе эксперимента с изменением коэффициента избытка воздуха изменяются условия смешения воздуха с топливом, концентрационное поле топлива, длина зоны горения, что оказывает влияние на скорость горения топлива и срыв пламени.
На условия смешения топлива с воздухом оказывает влияние также способ подачи топлива в камеру сгорания. В обоих способах использован капельный распыл топлива, на который влияют поверхностное натяжение, вязкость топлива и его расход. Кроме того, способ сравнения топлив по срывной характеристике натурного двигателя привязан к конкретному двигателю с конкретной системой регулирования и системой подачи топлива. У турбореактивного двигателя с уменьшением расхода топлива при приближении к срыву пламени обороты двигателя уменьшаются, что отражается на качестве распыла топлива расположенной на валу форсункой и приводит к изменению условий смешения топлива с воздухом.
Указанные обстоятельства снижают достоверность описанных известных способов оценки эффективности присадок горения топлива, поскольку срывные характеристики камеры сгорания при горении топлива с присадкой и без присадки получают при разных условиях горения.
Следует также отметить другие недостатки использования натурного двигателя для сравнительной оценки эффективности активаторов горения. В эксперименте расход воздуха и топлива может быть велик: несмотря на малую тягу двигателя F-121 (32 кг при 45000 об/мин), расход воздуха через его камеру сгорания на этом режиме равен 1,35 кг/с, а расход топлива достигает примерно 1-3 г/с и при продолжительности регистрации данных около 3 мин в одном эксперименте может быть высоким при ограниченном объеме опытных образцов топлива. Далее, не представляется оправданным использование турбореактивного двигателя для оценки топлив с промоторами горения, являющимися, как правило, металлсодержащими веществами, при горении которых образуются абразивные твердые частицы, способные ухудшить работу турбины. Возможно, металлсодержащие промоторы горения успешно могут применяться в топливах для прямоточных воздушных реактивных двигателей. Кроме того, экспериментальная установка с натурным турбореактивным двигателем представляется достаточно сложной и не всегда доступной.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в обеспечении сопоставимых условий экспериментальной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания.
Технический результат - повышение точности способа сравнительной оценки эффективности присадок-промоторов горения топлива в камере сгорания по срывным характеристикам камеры сгорания достигается при проведении испытания образцов топлива в одинаковых условиях смешения топлива с воздухом, когда срыв пламени зависит только от времени пребывания в зоне горения и скорости турбулентного горения. Такие условия реализуются при использовании испарительной камеры сгорания, при ее форсировании воздухом с постоянными давлением и температурой, при равном и неизменном коэффициенте избытка воздуха, при равном стартовом расходе сравниваемых топлив с присадкой и без присадки. Таким образом, по соотношению весовых или объемных расходов воздуха при срыве пламени в указанных условиях можно более точно сравнить скорости горения топлив и, следовательно, более точно оценить эффективность промоторов горения.
Дополнительный технический результат - большая доступность способа сравнительной оценки эффективности промоторов горения топлив - связан с использованием вместо турбореактивного двигателя простой малоразмерной испарительной трубчатой камеры сгорания, не требующей больших расходов топлива и воздуха.
Способ оценки эффективности присадки - промотора горения в камере сгорания заключается в том, что на первом этапе в испарительную камеру сгорания подают эталонное топливо и воздух с заданными температурой и давлением, коэффициент избытка воздуха устанавливают из условия сгорания более 95% топлива, увеличивают расход воздуха и топлива при неизменном коэффициенте избытка воздуха, добиваясь бедного срыва пламени в камере сгорания, и фиксируют значение объемного расхода воздуха, соответствующего режиму срыва пламени, на втором этапе используют топливо с присадкой - промотором горения, которое подают в испарительную камеру сгорания при расходе, равном начальному расходу топлива на первом этапе, воздух подают с коэффициентом избытка воздуха при температуре и давлении, равными выбранным на первом этапе, увеличивают расход воздуха и топлива при неизменном коэффициенте избытка воздуха, добиваясь бедного срыва пламени в камере сгорания, и фиксируют значение объемного расхода воздуха, соответствующего режиму срыва пламени, и оценку эффективности присадки - промотора горения осуществляют по соотношению объемных расходов воздуха, зафиксированных на первом и втором этапах.
Поясним сущность предложенного способа сравнительной оценки эффективности промоторов горения по бедному срыву пламени. Причина неполноты сгорания и срыва пламени при одинаковых условиях смешения топлива и воздуха и одинаковой длине зоны горения связана со временем пребывания в камере сгорания и кинетикой химических реакций, протекающих в камере. Полноту сгорания топлива в камере сгорания как соотношение параметров переноса потоком тепла и вещества и параметров химической реакции приближенно оценивает впервые предложенный В.Е. Дорошенко (В.Е. Дорошенко / «О процессе горения в камере ГТД» // Труды ЦИАМ им. П.И. Баранова, №354, 1959) параметр форсирования Gв/P1,15TкD3, где Gв - расход воздуха, D - характерный размер камеры сгорания, Р и Т - давление и температура поступающего воздуха.
Если поддерживать постоянными давление и температуру поступающего воздуха, то полнота сгорания топлива в данной камере сгорания при постоянном коэффициенте избытка воздуха будет зависеть только от отношения GвD3, пропорционального расходу воздуха через камеру сгорания, с увеличением которого будет уменьшаться время пребывания топлива в зоне горения и, следовательно, только от уменьшения пребывания топлива в зоне горения будет уменьшаться полнота сгорания (коэффициент выделения тепла) и в конечном итоге наступать срыв пламени.
Испытания проводят в условиях, исключающих влияние на срыв пламени любых факторов, кроме времени пребывания топлива в зоне горения, то есть при одинаковых условиях смешения топлива и воздуха: с использованием испарительной камеры сгорания, при постоянном коэффициенте избытка воздуха, при одинаковом начальном расходе топлива, при постоянных температуре и давлении поступающего воздуха. Использование испарительной камеры сгорания позволяет реализовать рабочий процесс, связанный не с распылом топлива, а с его дозировкой: испарение топлива на входе в камеру сгорания обеспечивает при различных расходах воздуха и его турбулентном течении, зависящее только от коэффициента избытка воздуха поле концентраций топлива в зоне горения.
В указанных условиях расход воздуха при срыве пламени является косвенным показателем скорости горения образца топлива. При сравнении топлив с одинаковыми стехиометрическими коэффициентами срыв пламени будет наступать при меньших объемных расходах воздуха при работе камеры на топливе с меньшей скоростью горения. Соотношение объемных расходов воздуха при срыве пламени образца топлива без присадки и с присадкой-промотором горения в указанных условиях равно соотношению скоростей турбулентного горения образцов, причем для оценки эффективности присадки - промотора горения достаточно получить данные для одного значения коэффициента избытка воздуха из области значений, соответствующих полноте сгорания топлива более 95%.
Для описания реализации способа на фиг.1 приведена принципиальная схема экспериментальной установки для сравнительной оценки эффективности присадок-промоторов горения топлива при срыве пламени в камере сгорания, а на фиг.2 приведена принципиальная схема трубчатой испарительной камеры сгорания.
Предлагаемый способ сравнительной оценки эффективности присадок-промоторов горения топлива может быть осуществлен следующим образом.
Оценку эффективности присадок-промоторов горения топлива осуществляют, сравнивая расход воздуха при срыве пламени образца топлива, не содержащего промоторов горения, и образца топлива, содержащего промотор горения, в испарительной камере сгорания при равном и постоянном коэффициенте избытка воздуха, при одинаковом начальном расходе топлива, при постоянных температуре и давлении поступающего воздуха. Возможно также сопоставление эффективности присадок-промоторов горения по образцам одного топлива, содержащим разные присадки.
Способ сравнительной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлив при срыве пламени осуществлен на экспериментальной установке, содержащей малоразмерную трубчатую камеру сгорания испарительного типа, систем подачи к ней воздуха и топлива, пульта управления с контрольно-измерительной аппаратурой и ряда вспомогательных агрегатов. На схеме установки на фиг.1 приняты следующие обозначения: 1 - бак топливный, 2 - насос, 3 - фильтр топливный, 4 - емкость топливная, 5 - штихпробер, 6 - манометр, 7 - дифманометр, 8 - масловлагоотделитель, 9 - регулятор давления, 10 - диафрагма мерная, 11 - дроссель воздушный регулируемый, 12 - свеча зажигания, 13 - камера сгорания, 14 - участок измерения температуры продуктов сгорания, 15 - труба выхлопная с водяным охлаждением.
Топливо из топливного бака 1 с помощью насоса 2 прокачивают для очистки через топливные фильтры 3 и накапливают в топливной емкости 4, откуда по трубопроводу через штихпробер (измеритель расхода топлива) 5, насосом 2 с системой перепуска топлива, через топливный фильтр 3 подают в камеру сгорания 13.
Воздушная магистраль содержит элементы регулировки и контроля давления воздуха - манометр 6 и регулятор давления 9, масловлагоотделитель 8, элементы контроля и регулировки расхода воздуха - дифманометр 7 с мерной диафрагмой 10 и регулируемый дроссель 11 и подводит воздух из магистрали сжатого воздуха на вход в камеру сгорания 13. Из камеры сгорания газы поступают к участку для измерения среднемассовой температуры продуктов сгорания 14, необходимой для расчета полноты сгорания топлива и определения момента срыва пламени, и далее через выхлопную трубу с водяным охлаждением 15 выводятся с установки.
Воздух и топливо в камеру сгорания подводят при комнатной температуре. Давление газов внутри жаровой трубы практически равно атмосферному, так как потери давления газов на преодоление гидравлического сопротивления выпускного канала очень незначительны.
Принципиальная схема камеры сгорания показана на фиг. 2. Камера сгорания содержит корпус 16, жаровую трубу 17 с днищем 18, на котором размещены испарительные трубки 19, воздушные патрубки 20, топливный коллектор 21 со струйными насадками 22, свечу зажигания 23, трубку 24 подвода пускового газообразного горючего (бытового пропана).
В Г-образные испарительные трубки 19, расположенные в зоне горения, топливо поступает из коллектора 21 через насадки 22. Проходя по трубке, топливо нагревается, испаряется и перемешивается с поступающим в трубки воздухом, одновременно охлаждая испарительную трубку. Богатая топливовоздушная смесь вытекает из загнутых концов трубок 19 навстречу части первичного воздуха, которая вводится в жаровую трубу 17 через щелевые окна воздушных патрубков 20. Вторичный воздух втекает в жаровую трубу 17 через отверстия в ее смесительной части.
Запуск камеры сгорания производят с помощью свечи зажигания 23 от газообразного горючего (бытового пропана), подводимого через трубку 24 к одному из воздушных патрубков 20. Применение газообразного пускового топлива обеспечивает надежный запуск камеры сгорания без факеления и дымления, обычных для камеры сгорания любого типа в процессе запуска на жидком топливе и крайне нежелательных для установки из-за возможности искажения оценочных показателей.
Рабочий процесс испарительной камеры сгорания не зависит от того, в каком виде топливо вводится в испарительные трубки - распыленном или в виде струйки, в связи с чем, физические свойства топлива - плотность, вязкость, поверхностное натяжение - практически не оказывают влияния на характеристики горения в широком диапазоне режимов работы камеры.
Для проведения испытаний выбирают коэффициент избытка воздуха α, при котором обеспечивается практически полное - более 95% - сгорание топлива. В условиях недостаточного расхода воздуха от магистрали сжатого воздуха целесообразно сместить стартовый режим в сторону больших значений α.
Сравнительную оценку эффективности промоторов горения проводят с использованием одного вида топлива (эталонное топливо). Выбор образцов зависит от цели исследования. Эффективность присадки целесообразно оценивать в сравнении с эталонным топливом, предпочтительно не содержащем промоторов горения, тогда как сравнительную эффективность присадок можно проводить на образцах, полученных введением каждой присадки отдельно в эталонное топливо.
Испытания образцов топлива проводят при равных и постоянных температуре и давлении подаваемого воздуха, при постоянной температуре жидкого топлива. Выбирают стартовый режим, одинаковый для образцов сравниваемых топлив - расходы воздуха и топлива, соответствующие выбранному коэффициенту избытка воздуха. Производят запуск камеры сгорания с использованием пропана, осуществляют подачу жидкого топлива в камеру сгорания до воспламенения топливовоздушной смеси, прекращают подачу пропана и, увеличивая расход воздуха и топлива, устанавливают их стартовые расходы. Постепенно увеличивают расходы воздуха и топлива, сохраняя постоянным коэффициент избытка топлива, до срыва пламени, определяемому по резкому снижению температуры продуктов сгорания, фиксируемой на выходе из камеры сгорания. Фиксируют расходы воздуха и топлива при срыве пламени. Таким образом получают параметры срыва пламени для каждого из сравниваемых образцов.
Способ сравнительной оценки эффективности промотора горения с применением описанной выше экспериментальной установки был использован для оценки скорости горения этилового спирта с содержанием воды 13 мас.%, относительно этилового спирта по ГОСТ 55878-2013. В процессе испытаний сохраняли постоянными температуру подачи воздуха и топлива 20±0,5°С, давление воздуха 0,1 МПа, коэффициент избытка воздуха α=4. Стартовые (исходные) расходы воздуха 0,05 кг/с, топлива (этилового спирта и этилового спирта, содержащего 13 мас.%, воды) 1,38 г/с. Расход воздуха при срыве пламени этилового спирта составлял 0,2 кг/с, расход этилового спирта 5,6 г/с. Расход воздуха при срыве пламени этилового спирта, содержащего 13 об.% воды, составлял 0,15 кг/с, содержащего воду спирта 4,1 г/с.
Оценку эффективности присадки-промотора горения топлива производят по соотношению расходов воздуха при срыве пламени: отношение расходов воздуха равно отношению скоростей горения сравниваемых образцов, то есть добавка 13 мас.%, воды в этиловый спирт снижает его скорость горения на 25%.
Claims (2)
1. Способ оценки эффективности присадки - промотора горения в камере сгорания, заключающийся в том, что на первом этапе в испарительную камеру сгорания подают эталонное топливо и воздух с заданными температурой и давлением, коэффициент избытка воздуха устанавливают из условия сгорания более 95% топлива, увеличивают расход воздуха и топлива при неизменном коэффициенте избытка воздуха, добиваясь бедного срыва пламени в камере сгорания, и фиксируют значение объемного расхода воздуха, соответствующего режиму срыва пламени, на втором этапе используют топливо с присадкой - промотором горения, которое подают в испарительную камеру сгорания при расходе, равном начальному расходу топлива на первом этапе, воздух подают с коэффициентом избытка воздуха при температуре и давлении, равными выбранным на первом этапе, увеличивают расход воздуха и топлива при неизменном коэффициенте избытка воздуха, добиваясь бедного срыва пламени в камере сгорания, и фиксируют значение объемного расхода воздуха, соответствующего режиму срыва пламени, и оценку эффективности присадки - промотора горения осуществляют по соотношению объемных расходов воздуха, зафиксированных на первом и втором этапах.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют малоразмерную испарительную трубчатую камеру сгорания.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120183A RU2642236C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Способ сравнительной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017120183A RU2642236C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Способ сравнительной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2642236C1 true RU2642236C1 (ru) | 2018-01-24 |
Family
ID=61023631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017120183A RU2642236C1 (ru) | 2017-06-08 | 2017-06-08 | Способ сравнительной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2642236C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754717C1 (ru) * | 2021-01-29 | 2021-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Стенд для исследования процесса распыления водоугольного топлива |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU442424A1 (ru) * | 1971-09-15 | 1974-09-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Способ определени коррозионных свойств присадок к маслам |
| SU765732A1 (ru) * | 1978-10-17 | 1980-09-23 | Предприятие П/Я Р-6711 | Способ оценки моющих свойств бензина и присадок |
| US6566142B1 (en) * | 1998-12-22 | 2003-05-20 | Institut Francais Du Petrole | Laboratory test for assessing the tendency of a gasoline, optionally containing an additive, to cause deposits while the engine is running |
| RU2462708C1 (ru) * | 2011-10-24 | 2012-09-27 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Способ определения эффективности диспергирующих присадок к остаточным топливам |
| RU2494395C1 (ru) * | 2012-08-22 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") | Способ определения моющих свойств у присадок к автомобильным бензинам |
| CN205352981U (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-29 | 上海天地涂料有限公司 | 一种用于检测飞机蒙皮涂料的隔热性能的高效检测设备 |
-
2017
- 2017-06-08 RU RU2017120183A patent/RU2642236C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU442424A1 (ru) * | 1971-09-15 | 1974-09-05 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Железнодорожного Транспорта | Способ определени коррозионных свойств присадок к маслам |
| SU765732A1 (ru) * | 1978-10-17 | 1980-09-23 | Предприятие П/Я Р-6711 | Способ оценки моющих свойств бензина и присадок |
| US6566142B1 (en) * | 1998-12-22 | 2003-05-20 | Institut Francais Du Petrole | Laboratory test for assessing the tendency of a gasoline, optionally containing an additive, to cause deposits while the engine is running |
| RU2462708C1 (ru) * | 2011-10-24 | 2012-09-27 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Способ определения эффективности диспергирующих присадок к остаточным топливам |
| RU2494395C1 (ru) * | 2012-08-22 | 2013-09-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти" (ОАО "ВНИИ НП") | Способ определения моющих свойств у присадок к автомобильным бензинам |
| CN205352981U (zh) * | 2015-12-31 | 2016-06-29 | 上海天地涂料有限公司 | 一种用于检测飞机蒙皮涂料的隔热性能的高效检测设备 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2754717C1 (ru) * | 2021-01-29 | 2021-09-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Стенд для исследования процесса распыления водоугольного топлива |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rockwell Jr et al. | Experimental study of test-medium vitiation effects on dual-mode scramjet performance | |
| JP5129839B2 (ja) | 燃料の熱エネルギ量を制御するシステム及び方法 | |
| JP2012077752A (ja) | 広範囲のタービン燃料を点火するための方法、装置及びシステム | |
| Rink et al. | The influences of fuel composition and spray characteristics on nitric oxide formation | |
| RU2642236C1 (ru) | Способ сравнительной оценки эффективности присадок - промоторов горения топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя | |
| Baratta et al. | Demonstrated low pressure loss inlet and low equivalence ratio operation of a rotating detonation engine (RDE) for power generation | |
| Lloyd | Combustion in the gas turbine | |
| Bykovskii et al. | Continuous spin detonation of a hydrogen-air mixture with addition of air into the products and the mixing region | |
| Qatomah et al. | Influence of fuel composition on the operation of a liquid fueled resonant pulse combustor | |
| Stouffer et al. | Combustion performance and emissions characteristics for a well stirred reactor for low volatility hydrocarbon fuels | |
| Li et al. | Evaluation of combustion and emissions using biodiesel and blends with kerosene in a low nox gas turbine combustor | |
| Lefebvre et al. | Paper 15: the design of tubular gas turbine combustion chambers for optimum mixing performance | |
| McDaniel | Test gas vitiation effects in a dual-mode combustor | |
| Starkman et al. | Carbon formation in gas turbine combustion chambers | |
| RU2297612C2 (ru) | Устройство для определения характеристик и границы устойчивой работы компрессора в системе газотурбинного двигателя (гтд) | |
| Bityurin et al. | Experimental study of the ignition of liquid hydrocarbon fuels and stabilization of their combustion by an arc discharge | |
| Okai et al. | The effect of the fuel change from petroleum kerosene to HEFA alternative jet fuel on the number of nvPM emission of an RQL gas turbine combustor | |
| Hanraths et al. | Gas sampling techniques for NOx emissions in pulse detonation combustion | |
| Bulysova et al. | Effect of Pressure on NO x Emissions and Combustion Stability in the GT-110 Low-Emission Combustion Chamber 1 | |
| Hibbard et al. | Low-pressure Performance of Experimental Prevaporizing Tubular Combustor Using Approximately Stoichiometric Admission of Fuel-air Mixture Into the Primary Zone | |
| Okai et al. | The effect of the fuel change from petroleum kerosene to HEFA alternative jet fuel on the emission of an RQL type gas turbine combustor | |
| Feiler et al. | A Study of Fuel-Nitric Acid Reactivity | |
| Kroniger | Prediction of NO $ _\textrmx} $ emissions for a hydrogen fueled industrial gas turbine combustor with water injection | |
| Qatomah | Experimental Investigation on The Influence of Liquid Fuels Composition on The Operational Characteristics of The Liquid Fueled Resonant Pulse Combustor | |
| Sjöblom | Some aspects on increasing gas turbine combustor exit temperature |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210804 |