Состава смеси

Рис.3.1 Зависимости ηг от состава смеси при (___) и 700 K (---) и =200 кПа

Полнотой сгорания топлива называется отношение сгоревшего топлива к исходному количеству топлива η_г. =Gсг/Gо Влияние состава топливовоздушной смеси в камере сгорания α на величину коэффициента η_г показано на рис.3.1, из которого следует, что при =900 К и =200 кПа максимальное значение ηг практически обеспечивается в широком диапазоне величин α, прилегающих к расчетному значению α_р=3,5.Следует отметить, что здесь значения α определяются по суммарному значению воздуха, протекающему через камеру. Это означает то, что при определении α берётся ее условное значение, учитывающее весь воздух, проходящий через камеру, тогда как процесс горения происходит только при участии части воздуха непосредственно поступающего в зону горения. При этом пределы воспламенения и горения по α зависят от сорта топлива и внешних условий (температуры, давления). Например, для углеводородных топлив при нормальных условиях эти пределы имеют следующий диапазон:

0.6< α<1.8

В расчетных условиях (в качестве которых при проектировании камеры сгорания принимают обычно параметры основного, крейсерского режима длительной работы ГТД или же работы на номинальном режиме в случае работы ГТУ) в зоне горения обеспечивается высокое качество подготовки топливовоздушной смеси и ее оптимальный состав соответствует α_зг≈0,9…1,2,(близкий к стехиометрическому). Благодаря этому процесс сгорания смеси практически полностью завершается в этой зоне и здесь обеспечивается достаточно высокий коэффициент полноты сгорания η_г = 0,98... 0,995.

При значительном отклонении α от α_р коэффициент η_г уменьшается, особенно при α < 2. При снижении коэффициента α (увеличении относительного расхода топлива q _т) смесь в зоне горения становится, переобогащенной топливом т.е- «богатой» (α_зг< 1). Поэтому из-за недостатка кислорода она не может полностью сгореть в этой зоне и выносится в зону смешения.. В результате величина η_г снижается. Дальнейшее снижение α уменьшает температуру продуктов сгорания в зоне обратных токов, что приводит к «богатому» срыву пламени.

При значительном увеличении коэффициента избытка воздуха α>α_р (уменьшении расхода топлива) топливовоздушная смесь в зоне горения обедняется (α_зг>>1,5). Температура продуктов сгорания в этом случае, как и в предыдущем, уменьшается. Количество теплоты, которое необходимо для воспламенения свежей смеси в зоне обратных токов при достижении некоторого максимального значения α_max, становится недостаточным, в результате происходит «бедный» срыв пламени.