Експериментальні дослідження плазмового інтенсифікатора для двопаливної камери згоряння газотурбінного двигуна

Abstract

Мета – експериментальне визначення характеристик слабкострумового плазмового інтенсифікатора при його роботі з повітрям як плазмоутворюючим середовищем і подачею рідкої фази, що імітує паливо, для подальшого застосування в двопаливних камерах згоряння газотурбінних двигунів. Методика. Виготовлено установку, що включає плазмовий інтенсифікатор, систему підведення повітря, води та вимірювальні прилади. Вимірювання проводились як прямими (вимір сили струму, напруги, витрати), так і опосередкованими методами (зважування води, візуальне спостереження за факелом плазми). Досліджено вплив витрат плазмоутворюючого повітря, розпилюючого повітря та рідини на пробій електричної дуги та зону стабільної роботи генератора. Результати. Встановлено, що вольт-амперна характеристика має крутопадаючий характер при всіх режимах роботи. При подачі розпилюючого повітря та води напруга пробою дуги зростає пропорційно до витрат середовищ. Зона стабільного горіння дуги розширюється від 0,1–0,9 А до 0,3–0,9 А з подачею додаткового повітря та води. Максимальне значення напруги при роботі генератора з додатковим повітрям досягало 1,2 кВ. Наукова новизна. Вперше експериментально досліджено вплив подачі води як імітації рідкого палива на пробій та стабільність електричної дуги в слабкострумовому повітряному плазмотроні. Установлено розширення діапазону стабільної роботи генератора, що використовується в складі двопаливних камер згоряння. Стійке функціонування забезпечується в межах струмів від 0,1 до 0,9 А при витраті плазмоутворюючого повітря до 1,6 г/с. За умови додаткової подачі розпилюючого повітря мінімальний робочий струм збільшується до 0,3 А. Практична значимість. Результати дослідження можуть бути застосовані для оптимізації для вдосконалення конструкції двопаливних камер згоряння газотурбінних двигунів, забезпечення їхньої надійної роботи при переході з рідкого палива на газоподібне, а також для розробки ефективніших плазмових інтенсифікаторів згоряння.