Spalovací komory leteckých motorů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav letadlové techniky

Anotace:

Fyzikální a chemické procesy. Kinetika chemických reakcí. Zážehové a zhášecí charakteristiky, způsoby stabilizace. Vnitřní aerodynamika, tlakové ztráty, teplotní pole. Kapalná a alternativní paliva, směšovací poměry a procesy. Dokonalost spalování, ekologická kritéria. Konstrukce a dimenzování skříní a plamenců, cyklické, mechanické a tepelné zatížení, teplotní gradienty, dilatace. Kombinace způsobů chlazení. Žáruvzdorné kovové a kompozitní materiály.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Kombinace teoretických modelů a experimentálních postupů projektování a vývoje. Matematické a fyzikální modely, kritéria podobnosti fyzikálních procesů.

2. Kinetika exotermických chemických reakcí. Normálová rychlost šíření plamene v homogenních směsích, metody měření.

3. Rychlost a struktura šíření turbulentního plamene v homogenní a heterogenní směsi. Stechiometrie, adiabatická teplota plamene ve funkci směšovacích poměrů, iniciační teploty a nereagujících příměsí. Disociace.

4. Paliva leteckých motorů. Fyzikální a chemické vlastnosti paliv z ropy. Syntetická paliva, vodík. Provozní technické podmínky, bezpečnost.

5. Směšovaní paliva a vzduchu disperzí a odpařením. Charakteristiky aerosolů. Odstředivé a pneumatické palivové trysky, odpařovací směšovače. Koncepce a konstrukce palivového systému LTM.

6. Teorie zážehu, zhášecí a zážehové charakteristiky, vliv výšky a rychlosti letu. Způsoby a etapy spouštění motoru, konstrukce zážehových ústrojí.

7. Vnitřní aerodynamika, stanovení geometrie a dimenzí spalovacích komor pro různé druhy a velikosti leteckých motorů. Bilance ztrát celkového tlaku, matematické modely průtoku komorou a plamencem.

8. Způsoby stabilizace hoření, charakter proudění v hlavicích plamenců, vliv tlaku, teploty a charakteristik turbulence.

9. Dokonalost spalování, předpisy letové způsobilosti (ICAO), laboratorní metody měření, zjišťování výskytu molekul CO, CHz, C, NOx ve spalinách. Vliv disperze paliva, rychlosti chemické reakce a charakteristik turbulence.

10. Konstrukce a dimenzování skříní a plamenců. Mechanické a tepelné zatížení, metody výpočtu. Měření rozložení teplot a teplotních gradientů na stěnách plamenců (akcelerace a decelerace), dilatační spáry, nízkocyklová únava a detekce únavových trhlin stěn plamenců.

11. Chlazení plamenců. Konvektivní přenos a vyzařování ze spalin na stěny plamence. Metody výpočtu a měření efektivnosti lokálního chlazení stěn plamenců ofukováním, štěrbinovým cloněním a transpirací. Antikorozní povlaky, vysokoteplotní mozaikové štíty.

12. Konstrukce a dimenzování komor přídavného spalování. Palivové kolektory, prostorové rozmístění stabilizátorů pochodně plamene v difuzoru za rotorem turbíny. Katalytické zážehové zařízení. Výpočty aerodynamických a tepelných ztrát celkového tlaku.

13. Dimenzování nosného pláště komory a regulovatelné výstupní trysky. Rozmístění a konstrukce tepelného a protivibračního štítu. Tlumení rázových vln a vibračního hoření. ASŘ průtoku paliva a ovládání výstupní trysky.

14. Aplikace žáropevných a žáruvzdorných kovových a kompozitních konstrukčních materiálů. Vysokopevnostní nekovové nekorodující materiály mozaikových tepelných štítů. Prognózy dalšího technologického vývoje.

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

1. Lefevre A. H.: Gas Turbine Combustion. Thermal Sciences and Propulsion Center, School of Mechanical Engineering Purdue University, McGraw-Hill, New York 1986

2. Gupta A. K.: Swirl Flows. Department of Mechanical Engineering University of Maryland. Abacus Press 1984

3. Pankratov B. M.: Teplovoe proektirovanie sistem. Moskva MAI 1990

4. Tematické rešerše od roku 1985 průběžně z publikací:

4.1. Journal of Thermo physics and Heat Transfer

4.2. AIAA Journal

4.3. Journal of Propulsion and Power

Poznámka:

Další informace:

Předmět lze absolvovat opakovaně

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: