How är rätt lufthastighet för bränsleförbränning erhållen vid inloppsförbränningen? [duplicera]

Navigera dina svar
6

Många jetflygplan reser med hastighet på ca Mach .8, som vid en höjd av 11 km representerar en flyghastighet på ca 300 kt eller 150 m / s .

  • Om bränsle injicerades i luften vid denna hastighet, skulle blandningen bara lämna motorn innan den brändes, förbränning skulle inträffa bakom flygplanet. Från olika avläsningar tror jag att rätt lufthastighet i förbränningen måste ligga runt 10 eller 20 m / s för att upprätthålla förbränningen inom förbränningen.

  • I kompressorsektionen tvingas luft från inloppet att rusa in i en konvergerande ringformig tunnel för att komprimera den. Intuitivt kommer denna design inte att sakta ner luften, eller inte sakta ner det nog.


    AllmäntElectricJ85-GE-17A,källa: Wikipedia

    • Hur ingenjörer kan sakta luften utan att dekomprimera den?

        
    uppsättning mins 10.11.2016 11:09

    4 svar

    6

    I allmänhet har flygplansmotorer diffusorsektion (er) som minskar hastigheten hos inkommande luft innan den går in i förbränningskammaren.

    Provhastighetsprofilijetmotor;bildfrån Grunderna för gasturbinmotorer

    I vissa fall är diffusorerna före kompressorer eller i själva stadierna - men slutaffekten är reduktion i hastighet. Även i denna reducerade hastighet är förbränning inte möjlig eftersom hastigheten för att bränna fotogen vid normala bränsle-luftförhållanden fortfarande lägre. alltså bränsle tänd även i för- diffus luftström skulle också blåsas bort.

    För att övervinna detta skapas en region med låg axiell hastighet inuti förbränningskammaren med hjälp av virvel och recirkulation. Det hjälper till att bränslet bränns med endast en del av luften som kommer in i förbränningskammaren.

    Bildfrån aeromodelbasic.blogspot.in

    I grund och botten är luftflödet in i kammaren uppdelat i flera delar, som kommer in i kammaren vid olika tidpunkter och platser så att det totala luftflödet har låg axialhastighet, samtidigt som den främjar recirkulationen. Från Förbränningsprocess :

    Approximately 20 per cent of the air mass flow is taken in by the snout or entry section. Immediately downstream of the snout are swirl vanes and a perforated flare, through which air passes into the primary combustion zone. The swirling air induces a flow upstream of the centre of the flame tube and promotes the desired recirculation. ...

    Through the wall of the flame tube body, adjacent to the combustion zone, are a selected number of secondary holes through which a further 20 per cent of the main flow of air passes into the primary zone. The air from the swirl vanes and that from the secondary air holes interacts and creates a region of low velocity recirculation. This takes the form of a toroidal vortex, similar to a smoke ring, which has the effect of stabilizing and anchoring the flame.

        
    svaret ges 10.11.2016 14:17
    6
  • Förbränningsanordningar har vanligen recirkulationszoner där förbränningen sker helt eller helt, eller som åtminstone förankrar flamman. Detta kan göras med flera utföranden
    • Plötsligt hopp i tvärsnitt i kombination med vorticitet
    • Flamhållare kroppar
    • Centrale förskjutare
    • Vorticity bromsa ner
  • Kompressorns bladkanal är faktiskt divergerande. Retardation av ett flöde går samman med en ökning av det statiska trycket (se diffusorer). Dessutom överför en kompressor arbete i vätskan, vilket ökar vätsketätheten ytterligare. Det avvikande tvärsnittet av den ringformiga kanalen mellan navet och höljet är utformat för att hålla axialhastigheten på något sätt nivå. Högaxiala (eller mer korrekt meridionala) hastighetsnivåer medför högre friktionsförluster. Låga hastigheter minskar överföringsförmågan hos ett kompressorstadium, vilket kräver fler steg.
    • svaret ges 10.11.2016 11:39
    4

    AvSidewinderX(egetarbete)[ CC BY-SA 3.0 eller GFDL ], via Wikimedia commons

    Swirler

    The swirler is a part of the combustor that the primary air flows through as it enters the combustion zone. Its role is to generate turbulence in the flow to rapidly mix the air with fuel.

    Fuel injector

    The fuel injector is responsible for introducing fuel to the combustion zone and, along with the swirler, is responsible for mixing the fuel and air. There are four primary types of fuel injectors; pressure-atomizing, air blast, vaporizing, and premix/prevaporizing injectors. Pressure atomizing fuel injectors rely on high fuel pressures (as much as 3,400 kilopascals—500 psi) to atomize1 the fuel.

    1 While atomize has several definitions, in this context it means to form a fine spray. It is not meant to imply that the fuel is being broken down to its atomic components.

    — Wikipedia

    Så främst säkerställer dessa två komponenter att bränslet blandas noggrant med luften för förbränning utan att förlora bränsle till nedströms.

        
    svaret ges 10.11.2016 11:22
    3

    How engineers are able to slow air without decompressing it

    Flödeshastighet är energi, så sakta ner flödet ökar sitt tryck.

    Vid subsonisk hastighet sker den första delen redan före intaget när flygplanet närmar sig. Denna förkomprimering är mycket effektiv eftersom det händer i den fria strömmen, och ingenjörerna utformar intaget så att det bara kan svälja en del av luften som strömmar mot den vid kryssningsfart. Inom intaget sänks flödet vidare så att det kommer in i det första kompressorsteget vid en flödeshastighet av Mach 0,4 till 0,5. Vanligtvis kan 98% av flödesens kinetiska energi omvandlas till tryck på detta sätt.

    In the compressor section, air from the intake is forced to rush into a convergent annular tunnel to compress it. Intuitively, this design won't slow air, or not slow it enough.

    Inom kompressorn stiger kompressionsluftens densitet tillsammans med trycket. Därför accelererar den konvergerande geometrin i kompressorn inte flödet - det sänks faktiskt längre - och följer endast volymen för förändring. Tätheten och volymförhållandet vid isentropisk komprimering är proportionella mot tryckförhållandet (index 0 betecknar det ursprungliga och indexet 1 som anger det slutliga tillståndet) så här: $$ \ frac {p_1} {p_0} = \ vänster (\ frac {\ rho_1} {\ rho_0} \ right) ^ \ kappa = \ left {\ frac {V_0} {V_1} \ right) ^ \ kappa $$ med $ \ kappa $ som förhållandet mellan specifika värmer (ungefär 1,4 för luft). 8.3-kompressionsförhållandet på J-85 i din bild komprimerar luften till 22% av sin ursprungliga volym.

    Det sista steget i flödes retardation sker i tvärsnittet som leder från kompressorn till förbränningskammaren, som kallas diffusorn. Här breddas tvärsnittet för att sakta ner luftflödet utan separation. Runt bränsleinsprutarna hittar du den lägsta gashastigheten i hela motorn. Se detta svar och detta svar för mer information - Jag fick höra att inte kopiera relevanta delar av äldre svar till nya svar.

        
    svaret ges 10.11.2016 22:37

    Läs andra frågor om taggar Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna

    How att täcka ett gap mellan dörrar och trägolv? 1970-talet eller 1980-talets "fotobok" av främmande världar