RU2467791C1 - Сотовый смеситель - Google Patents
Сотовый смеситель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467791C1 RU2467791C1 RU2011136592/06A RU2011136592A RU2467791C1 RU 2467791 C1 RU2467791 C1 RU 2467791C1 RU 2011136592/06 A RU2011136592/06 A RU 2011136592/06A RU 2011136592 A RU2011136592 A RU 2011136592A RU 2467791 C1 RU2467791 C1 RU 2467791C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixing chamber
- length
- cells
- corrugated surface
- gas
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Сотовый смеситель состоит из двух газовых каналов, разделенных гофрированной поверхностью, и камеры смешения. Гофрированная поверхность на входе в камеру смешения образует соты. Соты имеют разную форму и разную длину периметра. Предпочтительно камера смешения - цилиндрическая. Сотовый смеситель позволяет уменьшить относительную длину камеры смешения до трех калибров (отношение длины к высоте). 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к авиадвигателестроению.
Известны турбоэжекторные двигатели (патенты: RU 2190772, МПК F02С 3/32, 1999 г.; RU 2386829, МПК F02C 3/32, 2010 г.; RU 2392475, МПК F02C 7/18, 2010 г.), содержащие газовый эжектор с камерой смешения. Недостатком газодинамической схемы турбоэжекторного двигателя является большое удлинение камеры смешения (отношение длины к высоте), что отрицательно сказывается на массе двигателей. Кроме этого из-за высоких температур газа (более 2000 К) возникают проблемы с обеспечением прочности разделительной поверхности газового эжектора.
Известен смеситель, образованный набором ячеек (сот) и состоящий из двух газовых каналов и камеры смешения, причем гофрированная поверхность на входе в камеру смешения образует набор ячеек (патент JP 8-135504 А, МПК F02K, 1/48,1996).
Уменьшение относительного удлинения камеры смешения с одновременным улучшением охлаждения гофрированной поверхности достигается тем, что соты имеют разую форму и разную длину периметра.
Сущность изобретения заключается в том, что разная форма и разная длина периметра сот влияют на размеры (длину) камеры смешения. Известно, что полное смешение двух струй в цилиндрической камере смешения происходит на участке 8÷12 калибров (Г.А.Абрамович. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976, с.560). Соответственно, длина камеры смешения будет тем меньше, чем меньше калибр (толщина) смешиваемых струй. Форма сот позволяет деформировать струи, уменьшая их толщину. Уменьшение длины периметра сот (при неизменной форме сот) также уменьшает длину камеры смешения. Увеличение площади контактной поверхности между струями, которое происходит при уменьшении длины периметра (достигается увеличением количество сот) ускоряет смесеобразование и, соответственно, уменьшается время, потребное для смешения струй (за меньшее время газ проходит меньшее расстояние, что позволяет уменьшить длину камеры смешения). Кроме этого увеличение контактной поверхности снижает тепловую нагрузку (тепловой поток, приходящийся на единицу площади) на гофрированную поверхность.
На фиг.1 изображена схема газового эжектора.
На фиг.2 изображено сечение входа в камеру смешения.
Газовый эжектор (фиг.1) состоит из двух кольцевых каналов («горячий» и «холодный» газ), разделенных гофрированной поверхностью, и цилиндрической камеры смешения, выполненной в форме кольца. Гофрированная поверхность деформирована таким образом, что на входе в камеру смешения 1 имеет точки соприкосновения (в статическом положении для компенсации тепловых расширений допускается наличие технологических зазоров).
В результате указанных соприкосновений образуются соты (фиг.2). Существенным является то, что соты имеют разную форму и разную длину периметра (фиг.2, где темным цветом обозначены соты, через которые проходит «горячий» газ, светлым - «холодный» газ).
Сотовый смеситель работает следующим образом.
Потоки «горячего» и «холодного» газа движутся по двум каналам, имеющим общую разделительную поверхность. При движении газа формы каналов изменяются таким образом, что потоки «горячего» и «холодного» газов взаимопроникают (перемешиваются), образуя на входе камеру смешения струи различной формы, имеющие различную длину периметра (фиг.2), которые при исчезновении разделительной поверхности оказываются в непосредственном контакте. В результате этого газы смешиваются.
Уменьшение длины камеры смешения в турбоэжекторных двигателях достигается путем уменьшения длины периметра сот (за счет увеличения их количества) и изменения формы сот, которая подбирается экспериментально.
Для турбоэжекторного двигателя (тяга 150 кН), имеющего расход воздуха в условиях старта ~170 кг/с, количество сот ~300 (форма сот показана на рис.2). При этом толщина (калибр) двух соседних струй составляет ~0,05 м (минимальный размер струй ограничивается величиной сопротивления, которое создают соты). Потребная длина камеры смешения в этом случае исходя из теории подобия составляет 0,4÷0,6 м (10÷12 калибров). Для сравнения, если использовать обычный лепестковый смеситель, то длина камеры смешения составит 1,8÷2,5 м.
Использование сотового смесителя позволяет снизить удельную массу турбоэжекторного двигателя как минимум на 3÷5 процента (за счет уменьшения его продольных размеров на 5÷10 процентов).
Claims (2)
1. Сотовый смеситель, состоящий из двух газовых каналов, разделенных гофрированной поверхностью, и камеры смешения, причем гофрированная поверхность на входе в камеру смешения образует соты, отличающийся тем, что соты имеют разную форму и разную длину периметра.
2. Сотовый смеситель по п.1, отличающийся тем, что камера смешения цилиндрическая.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136592/06A RU2467791C1 (ru) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | Сотовый смеситель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011136592/06A RU2467791C1 (ru) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | Сотовый смеситель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2467791C1 true RU2467791C1 (ru) | 2012-11-27 |
Family
ID=49254786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011136592/06A RU2467791C1 (ru) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | Сотовый смеситель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467791C1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3625009A (en) * | 1970-06-05 | 1971-12-07 | Boeing Co | Multi-tube noise suppressor providing thrust augmentation |
SU1542597A1 (ru) * | 1988-05-18 | 1990-02-15 | Уфимский Нефтяной Институт | Статический смеситель |
JPH08135504A (ja) * | 1994-11-11 | 1996-05-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 航空機エンジンの流体混合器 |
RU2153091C1 (ru) * | 1999-01-12 | 2000-07-20 | Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского | Плоское шумоглушащее сопло воздушно-реактивного двигателя |
US6276127B1 (en) * | 1999-06-22 | 2001-08-21 | John R. Alberti | Noise suppressing mixer for jet engines |
US20070204751A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-06 | Georg Wirth | Static mixer and exhaust gas treatment device |
RU2007117865A (ru) * | 2006-05-15 | 2008-11-20 | Зульцер Хемтех Аг (Ch) | Статический смеситель |
RU2010100558A (ru) * | 2010-01-11 | 2011-07-20 | Владимир Леонидович Письменный (RU) | Сотовый смеситель |
-
2011
- 2011-09-02 RU RU2011136592/06A patent/RU2467791C1/ru active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3625009A (en) * | 1970-06-05 | 1971-12-07 | Boeing Co | Multi-tube noise suppressor providing thrust augmentation |
SU1542597A1 (ru) * | 1988-05-18 | 1990-02-15 | Уфимский Нефтяной Институт | Статический смеситель |
JPH08135504A (ja) * | 1994-11-11 | 1996-05-28 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 航空機エンジンの流体混合器 |
RU2153091C1 (ru) * | 1999-01-12 | 2000-07-20 | Центральный аэрогидродинамический институт им. проф. Н.Е. Жуковского | Плоское шумоглушащее сопло воздушно-реактивного двигателя |
US6276127B1 (en) * | 1999-06-22 | 2001-08-21 | John R. Alberti | Noise suppressing mixer for jet engines |
US20070204751A1 (en) * | 2006-03-02 | 2007-09-06 | Georg Wirth | Static mixer and exhaust gas treatment device |
RU2007117865A (ru) * | 2006-05-15 | 2008-11-20 | Зульцер Хемтех Аг (Ch) | Статический смеситель |
RU2010100558A (ru) * | 2010-01-11 | 2011-07-20 | Владимир Леонидович Письменный (RU) | Сотовый смеситель |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9194585B2 (en) | Cooling for combustor liners with accelerating channels | |
EP2532963B1 (en) | Reverse-flow annular combustor for reduced emissions | |
JP2005114347A (ja) | ガスタービンエンジン燃焼器とその設計方法 | |
EP2956647B1 (en) | Combustor liners with u-shaped cooling channels and method of cooling | |
EP2971970B1 (en) | Counter swirl doublet combustor | |
EP2778530A1 (en) | Combustor for gas turbine engine | |
RU2573427C2 (ru) | Способ сжигания топливо-воздушной смеси и прямоточный воздушно-реактивный двигатель со спиновой детонационной волной | |
WO2004081452A3 (en) | Expander cycle rocket engine with staged combustion and heat exchange | |
CA2540561A1 (en) | Combustion method and apparatus for carrying out same | |
CN111520760A (zh) | 一种冲击/气膜双层壁复合冷却方式的燃烧室火焰筒壁面结构 | |
RU2467791C1 (ru) | Сотовый смеситель | |
EP3147567B1 (en) | Single skin combustor with heat transfer enhancement | |
CN113217949A (zh) | 一种燃烧室发散冷却结构及冲压发动机燃烧室 | |
EP3179167B1 (en) | Single skin combustor heat transfer augmenters | |
US3355884A (en) | Annular combustion chambers for gas turbine engines with improved guide vanes for mixing air with combustion gases | |
CN115628464A (zh) | 一种三通道超燃冲压发动机燃烧室 | |
CN205505079U (zh) | 一种准等温超声速燃烧室 | |
CN106438052B (zh) | 燃料喷射器装置,燃烧器和燃气轮机 | |
EA036037B1 (ru) | Двухзонная камера сгорания | |
RU2693948C1 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
RU61846U1 (ru) | Камера сгорания реактивного двигателя | |
RU162387U1 (ru) | Внутренний проточный тракт высокоскоростного прямоточного врд | |
US9909532B2 (en) | Exhaust liner flange cooling | |
RU2626892C2 (ru) | Прямоточная камера сгорания газотурбинного двигателя | |
CN112555900A (zh) | 用于微型涡喷发动机燃烧室壁面的全覆盖气膜冷却结构 |