Cámara de Combustión de Motores Turbo

Qué es Motores Turbo?

Como sabemos, motor turbo es el motor de calor que está condicionado por la temperatura de su consumo máximo, y se limita por el comportamiento de los materiales constitutivos de los artículos que están más expuestos al calor y las limitaciones.

Por qué elegir la aleación de tungsteno?

La preocupación por la protección del medio ambiente han llevado a los diseñadores de la aviación motores turbo a buscar medios para reducir la proporción de contaminantes en los gases de escape de los motores. Se sabe que los principales problemas en materia de contaminación de la aviación motores turbo son, por una parte, la emisión de monóxido de carbono, de hidrocarburos, y de diversos residuos quemados durante la operación sobre el terreno y , por el contrario, la emisión de óxidos de nitrógeno y de partículas durante el despegue y durante el crucero en altura. Hay tanto, de aleación de tungsteno/productos strong> son cada vez más aceptada por el público en este caso.
Cámaras de combustión convencionales son en general de calificación optimizado para el despegue o cerca de la operación de despegue. Esto significa que, en la zona primaria de la cámara de combustión , una fracción de la corriente de aire del compresor se introduce de manera que, con la inyección de combustible, la mezcla aire-combustible en esta zona sería esencialmente estequiométrico en estos modos. En estas condiciones, debido a los niveles de temperatura y altas presiones, lo más completa posible una combustión se obtiene, los rendimientos de combustión superior a 0,99 se alcanzan las velocidades de la reacción química que se óptima para estas mezclas stoichimoetric.
En cambio, en grados bajos, en vacío o casi, la riqueza total en la cámara es sólo la mitad que en el despegue y, además, las presiones y temperaturas a la salida del compresor son más bajos, el resultado es que el de cámara, con la carga parcial es muy desajustados y que la eficiencia de combustión lenta velocidad rara vez va más allá de 0,93. La combustión es, por tanto, muy incompleto, lo que significa concentraciones mucho más altas de monóxido de carbono y residuos sin quemar en el escape que bajo condiciones normales de funcionamiento. Las proporciones de los contaminantes que son todos los más altos, menor es el rendimiento total de la combustión.
Sin embargo, parece ser posible mejorar el rendimiento de un cámara de combustión, actuando sobre cuatro factores:
El momento de la vaporización del combustible,
El momento de la mezcla aire-combustible,
El momento en que el gas fresco mezcla de gases quemados,
El momento de la reacción química.
Las dos primeras veces puede considerarse insignificante en altos índices de audiencia debido a las presiones que se alcanzan, pero no lo es en los bajos ratings. De hecho, con el fin de aumentar la velocidad de la vaporización del combustible, que debe transformarse en gotas finas, que, en condiciones normales de funcionamiento, es fácilmente realizado por el inyector de atomización mecánica convencional, pero el rendimiento que se obtiene en los índices más bajos es pobre. Esto se debe al hecho de que, si el combustible está muy dividido en pequeñas gotas, estos están mal mezclado con el aire en la zona primaria y en las zonas locales, parece que tienen una riqueza que es demasiado alto. Al final, sería necesario que cada gota habría alrededor de ella la cantidad de gas necesaria para su vaporización y de su combustión, es decir, una cantidad de gas que resulta en una mezcla estequiométrica con las moléculas de oxígeno después de varporization completa. Para lograr esto, los sistemas como la inyección de aerodinámica se han propuesto. inyectores de tipo aerodinámico generalmente incluyen giros, o aspas turbulenciador a través del cual el aire del compresor se introduce, que sirve para atomizar el combustible. Un aire/combustible previos a la mezcla se obtiene así.
El gas dulce mezcla de gases quemados también debe ser una ventaja, ya que contribuye al aumento de la temperatura de la mezcla de cementación y, por tanto, ayuda a su atomización y por lo tanto permite una mejora en la velocidad de la reacción química. En forma convencional que permite este contacto de la mezcla carburada con el gas a alta temperatura de la combustión es conveniente hacer arreglos para una recirculación de ésta por la búsqueda de un nivel de turbulencia conveniente.
Todas estas soluciones, que permiten una mejora en el rendimiento de la combustión, sin embargo, una eficacia máxima sólo para los valores suficientes para las presiones y temperaturas del aire en la entrada de cámara.
En cuanto al tiempo de respuesta se refiere, es necesario investigar, además, una optimización de la riqueza de la mezcla, lo ideal sería poder obtener un aire estequiométrico / proporción de combustible en la zona de estabilización de la llama, con independencia de la operación de el motor.
Un primer objetivo de este producto es ofrecer una nueva solución al problema de la combustión que operan bajo para una cámara que incluye el tipo aerodinámico o pre-inyectores de atomización, que se montan en la base de la cámara. De hecho, en el caso de una cámara convencional de este tipo, que está dispuesto para obtener una mezcla estequiométrica en el despegue, alrededor de un tercio del flujo de aire necesario para la combustión se introduce en el sistema de inyección y dos tercios por los orificios de primaria.
Todos estos factores son ventajosos para una reducción de los tiempos de reacción y podría conducir a una reducción de la longitud de la cámara de combustión y por lo tanto a una limitación del tiempo de permanencia de los gases en el segundo.
En cuanto a las cámaras del tipo anular o en forma de boquilla que operan en él, es posible diseñar el segmento intermedio en forma de una zona anular que es común a todos los inyectores. El segmento intermedio sería entonces formado por una base circular situado en un plano perpendicular al eje de la sala a la que los inyectores se adjuntan al presente, y de dos paredes laterales del anillo que se sueldan, al final uno, a la base circular y en el otro extremo a la base de la cámara, la definición de un volumen anular la cual se ensancha hacia aguas abajo, las diversas formas podrían adaptarse a las paredes laterales, de manera análoga al caso del segmento intermedio a sí mismo en cada inyector. Podrían cada uno en particular, ser generado por una línea recta y después cada forma una pared cónica en el extremo inferior en la que los agujeros, que están diseñados para la introducción del cuarto flujo de aire se encuentran distribuidos en uno o varios círculos que se encuentran en uno o varios planos que son perpendiculares al eje de la cámara. Cada una de las paredes laterales se pudiera hacer con dos secciones de cono truncado, con los ejes de conexión soldada de extremo a extremo, de los cuales los ángulos en el aumento de arriba hacia aguas abajo, los orificios de pequeño diámetro que se diseñan para la inyección de la corriente de aire está cuarto situado inmediatamente por delante de la articulación que se forma por la unión de los dos conos truncados, y distribuyó más de uno o varios planos que son perpendiculares al eje común de los conos truncados. También podrían estar formada por una porción truncada en primer lugar, con un ángulo superior entre 60 ° y 100 °, que incluye, en su extremo posterior, una zona anular que se encuentra en un plano perpendicular al eje de la cámara, en la que los agujeros de pequeño diámetro los agujeros, que están diseñados para la inyección de la corriente de aire en cuarto lugar, los agujeros están distribuyendo más de uno o varios círculos que se coaxial con dicha zona y que tengan su eje normal a los generadores de la parte truncada, a la que una zona anular se une en el que se perforan. Este último arreglo resulta especialmente ventajoso en el caso de una cámara de alto rendimiento por el hecho de que suprime el calor antideslizante arroyos detrás de los chorros que se corresponden con el flujo cuarto.
El diámetro de los agujeros, que están diseñados para la inyección del flujo de sesiones, celebrado en el segmento intermedio anular, que representan 1/6 a 1/3 del aire primario, tendrá un diámetro entre 1/10 y 1/40 de la dimensión máxima del segmento acampanados, medida en una radio de la cámara.
El enfriamiento de los extremos aguas abajo de cada pared lateral por un flujo de aire quinto obviamente obras, los agujeros que están diseñados para la inyección de este flujo quinta se encuentra en la proximidad inmediata de la articulación entre cada pared lateral y la cámara, los valores de los ángulos y el flujo idéntico al que se menciona en el caso de las cámaras para el que cada inyector posee su propio segmento intermedio.
La penetración del segmento intermedio también podría realizarse con el fin de aumentar el volumen de la zona de recirculación de secundaria, y su profundidad de penetración a continuación, será de entre un quinto y la mitad de las dimensiones máximas del segmento intermedio, medido en un radio de la cámara.