Неустойчивость - горение
Cтраница 3
В последние годы заметно увеличилась интенсивность исследований, связанных с изучением различных сторон процесса горения в ракетных двигателях. Обзор некоторых из этих работ был сделан в статье [51], посвященной глубокому изучению горения капель, горению струй распыленного топлива, наблюдениям в камерах сгорания и вопросам неустойчивости горения. [31]
Большой интерес, естественно, вызывало также определение зависимости и ( р) для инициирующих ВВ тем более, что неустойчивость их горения предположительно связывалась с большой величиной скорости горения и влиянием на нее давления. Однако именно неустойчивость горения осложняла указанное определение - можно было опасаться, что инициирующие ВВ вообще неспособны стационарно гореть и что такими методами, как, например, повышение: м плотности или понижением внешнего давления, удастся лишь уменьшить неустойчивость, увеличить участок горения до возникновения взрыва. Поэтому первые исследования [150] в указанном направлении были проведены с инициирующими ВВ, разбавленными инертными примесями или вторичными ВВ, уменьшающими скорость горения. Предполагалось, что, определив скорость горения как функцию содержания разбавителя, можно будет экстраполяцией установить скорость горения чистого инициирующего ВВ. [32]
 |
Характер изменения давления в камере от времени горения. при нормальном горении ( А, неустойчивом (., резонансном ( В. [33] |
Из диаграммы видно, что в начальном периоде горение идет нормально, но затем появляются колебания газа в объеме камеры. Вначале это слабые акустические колебания, которые затем усиливаются за счет возникающего резонанса. Усиленные резонансные колебания обычно приводят к резкой неустойчивости горения, а затем и к разрушению двигателя. [34]
Именно это условие приводит к отсутствию падающих участков на ВАХ разряда и в итоге к устойчивости разряда по отношению к достаточно широкому классу возмущений. Ситуация существенно изменяется в разряде, стабилизированном стенками. В этом случае ВАХ электрического разряда уже может иметь падающие участки, что может приводить к неустойчивости горения разряда, его контракции. [35]
Новый котел типа П-57 р для блока мощностью 500 МВт, предназначенный для работы на экибастузском угле с зольностью до 60 %, оснащен среднеходными мельницами типа MPS-2650. Отличительная особенность пы-лесистемы с указанными среднеходнымп мельницами состоит в том, что требуемая вентиляция мельницы с учетом ее аэродинамических свойств и надежности приводит к увеличению доли первичного воздуха, достигающей на некоторых режимах 50 % теоретически необходимого расхода воздуха. Такое количество первичного воздуха с температурой до 140 С ( которая ограничивается по условиям надежной работы подшипников мельницы) при сжигании экибастузского угля без принятия специальных мер может привести к трудностям при воспламенении топлива и к неустойчивости горения. [36]
При недостаточном объеме топки или сжигании чрезмерно большого количества топлива в данном объеме ( форсировка топки), а также при несовершенном заполнении топки факелом горение не успевает завершиться. При очень длительном пребывании газов в топке недожог также возрастает, что объясняется снижением температуры при малом расходе топлива, отнесенном к единице радиационной ( охлаждающей) поверхности топки. Обычным исходом ведения такого режима является неустойчивость горения, резкое возрастание химического недожога, а при сжигании пъшеугольного топлива - и - погасание факела. [37]
Можно указать на четко установленную неоднородность состава смеси по длине и поперечному сечению камеры, которая показана на рис. 5.3. В этих условиях центральная часть газового потока занята окислителем и имеет температуру ниже, чем в зоне горения, причем поперечное сечение этой зоны не одинаково. По длине камеры наибольший его размер у головки, а наименьший - у сопла, где основной состав газов - продукты реакции. Можно полагать, что неоднородность состава, и особенно поля температуры, и является основной причиной, исключающей развитие неустойчивости горения, здесь нет условий для энергетической подпитки образовавшихся волн давления. Наоборот, волны теряют свою энергию, проходя через зону болеэ холодного окислителя. [38]
Обычно время пребывания газов в топочной камере весьма ограниченно - всего 1 5 - 2 сек; в течение этого времени горючие газы должны успеть полностью сгореть. При недостаточном объеме топки или сжигании чрезмерно большого количества топлива в данном объеме ( форсировка топки), а также при не-совершенном заполнении топки факелом горение не успевает завершиться. При очень длительном пребывании газов в топке недожог также возрастает, что объясняется снижением температуры при малом расходе топлива, отнесенном к единице радиационной ( охлаждающей) поверхности топки. Обычным исходом ведения такого режима является неустойчивость горения, резкое возрастание химического недожога, а при сжигании пылеуголь-яого топлива и погасание факела. [39]
Для неустойчивого горения характерны резкие отклонения давления в камере от расчетного рк - При этом нарушается постоянство газовыделения и тяги двигателя, что ведет к неустойчивости полета ракеты. Неустойчивое горение является следствием многих причин, например наличия мелких трещин в заряде, находившемся в условиях длительного хранения, местного изменения влажности топлива, местного изменения плотности, вызванного условиями изготовления, плохого перемешивания массы топлива или наличия кусков от зарядов, пущенных в переработку. Неустойчивое горение может возникнуть в результате неравномерного распределения присадок в составе топлива. Одной из возможных причин возникновения неустойчивого горения может быть увеличение так называемого эрозионного эффекта или возникновения горения с раздуванием внутреннего канала заряда, увеличение его поперечного сечения к соплу по условиям, которые подробно рассматриваются в разделе о эрозионном горении. Кроме перечисленных возможны и другие причины неустойчивости горения. [40]
Раскачка колебаний вторичным пучком должна быть наиболее эффективна на границе второго и третьего этапов, где ток вторичных электронов максимален. Из расчетов, аналогичных тем, которые были сделаны при обсуждении результатов ( 37 ], следует, что на границе второго и третьего этапов горит разряд, инициируемый вторичным электронным пучком. Существование данной неустойчивости в [23] объяснили тем, что плотность плазмообразующего газа вблизи поверхности металла определяется конкуренцией между подачей и расходом газа, а зажигание разряда увеличивает отток газа, поскольку ионы, движущиеся из разрядной области, имеют большую скорость по сравнению с нейтральными атомами. В [37] в условиях, близких к условиям [27], при использовании методов скоростной фоторегистрации наблюдали пульсации плазменного факела, поэтому можно сделать предположение, что в [27] пульсации тока мишени и давления газа обусловлены пульсациями плотности приповерхностной плазмы. Более того, можно предположить, что механизм этих пульсаций обусловлен неустойчивостью горения разряда за счет упоминавшегося выше эффекта ионной откачки. Однако непосредственное использование механизма ионной откачки для объяснения колебательной неустойчивости в [27] наталкивается на ряд трудностей. Поэтому скорость иоиов больше скорости нейтралов, причем в режиме ионной откачки поток ионов может на порядок превосходить поток подводимого в камеру плазмообразующего газа. Колебательная же неустойчивость в [27] развивается несколько в других условиях. Во-первых, в [27] отсутствует вблизи поверхности металла сильное продольное магнитное поле, поэтому ионы, как и нейтральные частицы, могут совершенно беспрепятственно уходить на стенки вакуумной камеры. [41]
Страницы: 1 2 3