Камеры сгорания высокой производительности из никелевого сплава Васпалой и титана 9-го класса для авиакосмических и энергетических турбин

Видео

Камера сгорания газовой турбины: Горячее ядро преобразования энергии

При работе воздух высокого давления, сжатый компрессором, поступает в камеру сгорания через воздухозаборник. Часть воздуха закручивается диффузором, а топливная форсунка подаёт топливо в камеру сгорания для полного смешивания с вращающимся воздухом. Этот процесс смешивания имеет решающее значение для эффективности горения. Хорошее смешивание позволяет полностью сжечь топливо за минимальное время и выделить большое количество тепловой энергии.

Камера сгорания должна выдерживать экстремально высокие температуры, возникающие во время процесса сгорания. Для решения этой задачи, помимо использования материалов, устойчивых к высоким температурам, применяется также ряд технологий охлаждения. Например, проектируя охлаждающие каналы на стенке камеры сгорания, подается охлаждающий воздух для снижения температуры стенки. При этом термобарьерные покрытия могут эффективно уменьшать передачу тепла от горючего газа к стенке камеры сгорания, что обеспечивает структурную целостность и срок службы камеры сгорания в условиях высоких температур.

Во время процесса сгорания необходимо эффективно контролировать изменения давления внутри камеры сгорания. С одной стороны, нужно обеспечить, чтобы давление, создаваемое сгоранием,有效地 приводило турбину в вращение; с другой стороны, необходимо предотвратить чрезмерное давление, которое может повредить конструкцию камеры сгорания или вызвать другие проблемы безопасности. Поэтому при проектировании конструкции камеры сгорания и настройке рабочих параметров следует учитывать контроль давления, обычно взаимодействуя с общей системой управления газовой турбиной для поддержания стабильной среды давления.

Начало преобразования энергии: Камера сгорания является начальным звеном преобразования энергии в газовой турбине. Она преобразует химическую энергию топлива в внутреннюю энергию высокотемпературных и высокодавливых газов через сжигание, обеспечивая источник мощности для последующей работы турбины. Если характеристики камеры сгорания плохие, например, неполное сгорание или низкая эффективность преобразования энергии, это непосредственно скажется на выходной мощности и эффективности всей системы газовой турбины.
Влияние на устойчивость системы: Рабочее состояние камеры сгорания непосредственно влияет на устойчивость системы газовой турбины. Устойчивый процесс горения может обеспечить плавную работу газовой турбины при различных режимах работы (например, при разных нагрузках, скоростях и т.д.). Наоборот, если в камере сгорания возникают проблемы, такие как нестабильное горение, затухание пламени или обратный ход, это может вызвать увеличение вибрации газовой турбины, колебания выходной мощности и даже привести к отказам системы и аварийным ситуациям.