Эксплуатационные характеристики КС

Характеристики КС служат для оценки качества процесса горения в различных условиях эксплуатации. С этой целью используется два вида характеристик КС: характеристики полноты сгорания и срывные характеристики.

Характеристики полноты сгорания представляют собой зависимости коэффициента ξ_г от состава ТВС (α), и температуры воздуха на входе в КС (Т_к). Типичные зависимости ξг = f(α) для основной КС при двух значениях Т_к представлены на рис.25. Как видно, мак­симальное значение в данном случае достигается здесь при » 2,5…3, а при больших и меньших значениях коэффициент полноты сгорания заметно снижается.

Рис. 29. Характеристика полноты сгорания

При уменьшении α значение ξг снижается в результате обогащения смеси в зоне горения. При этом из-за недостатка кислорода часть топлива выносится из КС несгоревшей. Из-за больших затрат тепла на испарение топлива температура в зоне горения снижается, что при переобогащении смеси приводит к прекращению горения. Прекращение горения в результате переобогащения ТВС называется богатым срывом пламени.

При увеличении α полнота сгорания также уменьшается. Причиной уменьшения ξ_г в этом случае является снижение температуры в зоне горения из-за разбавления ТВС избыточным воздухом. Это ухудшает испарение топлива и снижает скорость горения, поэтому часть топлива не успевает сгореть. При переобеднении ТВС горение полностью прекращается. Это явление называется бедным срывом пламени.

Уменьшение температуры воздуха на входе в КС, вызывая ухудшение испарения топлива и снижение скорости горения, снижает тем самым и полноту сгорания. Это особенно заметно при значительном отклонении α от оптимального значения.

При р_к >100 кПа (1 кг/см²) давление воздуха в КС не оказывает влияния на полноту сгорания. При меньших значениях р_к, что возможно лишь на больших высотах полета, полнота сгорания снижается. Снижение ξ_г обусловлено ухудшением распыливания топлива ( малым G_в соответствует снижение G_т, которое обеспечивается снижением ∆р_ф). Это замедляет процесс приготовления ТВС, и часть топлива не успевает сгореть. Для предотвращения значительного падения ∆р_ф топливные форсунки делают двухканальными. Один из каналов при снижении ∆р_ф автоматически отключается. При этом уменьшается площадь сечения отверстия для выхода топлива, что позволяет даже при малых G_т иметь ∆р_ф, достаточный для хорошего распыливания топлива.

Характеристики полноты сгорания топлива в ФК имеют такой же вид, как и у основных КС.

Срывные характеристики основной КС и ФК представляют собой зависимости диапазона устойчивого горения ТВС по величине α от давления на входе в КС (ФК). На рис. 30 показан примерный вид срывной характеристики форсажной камеры сгорания в виде зависимости пределов устойчивого горения по составу смеси ( и ) от давления на входе в камеру. Как видно, диапазон устойчивой работы форсажной камеры с уменьшением давления в ней резко снижается и при устойчивое горение в ней вообще становится невозможным.

Рис. 30. Срывная характеристика форсажной камеры сгорания