Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Авиационной Теплотехники и Теплоэнергетики

Патентное исследование

«Повышение полноты сгорания топлива в основной укамеры сгорания ГТД»

Выполнил: студент гр. ДЛА-203

Ма.Ц.

Принял: зам. декана ФАДЭТ,

к.т.н. Сенюшкин Н.С.

У фа 2015 г.

Содержание

1.Газотурбинный двигатель..........................................................................................................3

2.Камер сгорания ГТД...................................................................................................................4

3.Патенты........................................................................................................................................6

4.Анализ патентов........................................................................................................................15

5.Заключение................................................................................................................................17

Список источников......................................................................................................................18

1. Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель (ГТД) — тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины.

Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, туда же подаётся топливо, которое, сгорая, образует большое количество продуктов сгорания под высоким давлением. Затем в газовой турбине энергия газообразных продуктов сгорания преобразуется в механическую работу за счёт вращения струёй газа лопаток, часть которой расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть работы передаётся на приводимый агрегат. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой двигателя. Газотурбинные двигатели имеют самую большую удельную мощность среди ДВС, до 6 кВт/кг.

Рисунок 1-Схема турбореактивного двигателя

2. Камер сгорания гтд

Горячий газ занимает гораздо больший объем, чем горючая смесь, поступающая на вход в двигатель. Тем самым создаётся дополнительное давление, которое может двигать поршень или вращать турбину. Энергия также идёт на создание дополнительной тяги при выходе газа из сопла.

Форсажная камера

Для увеличения тяги в турбореактивном двигателе за турбиной можно поместить вторую, т. н. форсажную камеру сгорания, в которой газ может нагреваться до такой же-температуры, как и в прямоточном воздушнореактивном двигателе. Форсажная камера представляет собой цилиндрическую трубу с соплом регулируемого сечения на выходе.

Требования к камере сгорания ГТД

Камера сгорания — один из самых сложных элементов конструкции двигателя. В настоящее время она должна удовлетворять следующим десяти требованиям:

1.Высокое значение коэффициента полноты сгорания η, равного отношению энергии, выделяющейся при сжигании 1 кг топлива к теплотворной способности топлива. Типичные значения η — 0,98..0,99.

2.Малые потери полного давления , так как это ведет к умень-шению тяги. Типичные значения δ: 3 % (противоточные камеры), 6 % (прямоточные), 8 % (двухконтурные двигатели).

3.Малые габариты камеры для облегчения веса. При этом длина камеры обычно в 2—3 раза больше высоты.

4.Обеспечение широкого диапазона изменения параметров (расхода воздуха, то-плива) — обеспечение возможности работать на разных режимах:  , где L₀ — стехиометрический коэффициент (количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, принимается ≈0,1488).

5.Обеспечение заданной эпюры распределения температуры в выходном сечении камеры при минимальной неравномерности этой температуры в окружном направлении (при большой степени неравномерности может сгореть сопловой а-ппарат).

6.Надёжный запуск камеры при температурах до −60 °С, в том числе полётный запуск на высоте 7 км.

7.Малая дымность отработанных газов (для визуальной незаметности).

8.Концентрация токсических веществ в выхлопных газах на срезе сопла не дол-жна превышать нормы ИКАО — более важное требование. Наиболее существенные концентрации у веществ CO, C_nH_m, NO_x.

9.Отсутствие вибрационного горения (автоколебаний).

10.Определённый срок службы (минимально 4000 часов до ремонта, 20 000 часов всего — это порядка 2 лет).