пять скорость перемешивания и избежать тем самым повышения теплонапряженности. В результате одна жаровая труба большого диаметра заменяется большим числом параллельных жаровых труб малого диаметра и той же длины. Такая система будет давать равномерный поток газа на выходе прн сопротивлении меньшем, чем исходная, в результате сокращения пути перемешивания в направлении, перпендикулярном оси основного потока. Полагая зоны сгорания гомогс[Н1ыми, объемный расход, отнесенный к объему зоны реакции Usjv, для сравниваемых камер также будет одинаков, и, таким образом, в соответствии с теорией, устойчивость горения в обеих камерах будет одинакова.

Если, кроме того, принять во внимание тепловые потери в степки жаровой трубы, обусловленные теплопроводностью и конвекцией, то окажется, что величина Usfv не является единственным определяющим критерием и уменьшение линейных размеров камеры неблагоприятно. Это ясно из рассмотрения предельного случая, когда поперечный в направлении потока размер зоны реакции меньше гасящего размера. В этом случае даже при отсутствии радиационных тепловых потерь горение невозможно. Таким образом, од!1а кривая на рис. 5-27а должна быть заменена семейством подобных кривых, из которых каждая тем сильнее сдвинута вправо, чем меньше расстояние между стенками камеры сгорания,

Следовательно, если наиболее желательным свойством камеры сгорания должно быть устойчивое горение на большой высоте, т. е. при низком давлении, то в этом случае одна большая камера предпочтительнее нескольким камерам меньшего размера. Действительный объем камеры следует выбирать таким, чтобы ве.дичина Us/v соответствовала той точке кривой иа рис. 5-27а, для которой значение минимально. Имеющиеся данные по тепловым потерям недостаточны, чтобы определить для каждой конкретной камеры сгорания режим работы, соответствующий этой точке; необходимо также напомнить, что одним лишь увеличением объема камеры нельзя беспредельно повышать ее высотность.

Влияние геометрии камеры сгорания

Выше уже рассматривалось влияние на характеристики камеры ее размера п количества жаровых труб. Кроме этого, конструктор может изменить размер стабилизато-

pa или циркуляционной зоны, которая, занимая определенный объем в трубе данного поперечного сечения, служит для стабилизации пламени. Если, например, прямоточный двигатель представляет собой Tpv6y, по которой движется топливо-воздушная смесь, то от размера стабилизатора зависит максимальная скорость потока, прн которой пламя остается устойчивым. Однако при этом не наблюдается простой пропорциопальпостн. Если стабилизатор очень мал, то скорость, при которой происходит срыв пламени, увеличивается приблизительна пропорционально его размеру. Однако когда миделевая площадь стабилизатора стаповится сопоставимой с площадью поперечного сечения трубы, то увеличение размера стабилизатора приводят к увеличению скорости потока на кромке стабилизатора.

В результаге увеличение сгабилн.агора при данном расходе горючей смеси может привести к ухудшению устойчивости пламени; поэтому существует оптимальный размер стабилизатора,

Гидравлическое сопротивление иепрерывно возрастает при увеличении стабилизатора. и поэтому его размер обычно должен быть несколько меньше оптимального, Выбор размера стабилизатора зависит от того, в какой степени гидравлическое сопротив.тение, с одной стороны, и устойчивость процесса горения - с другой, определяют общую эффективность прямоточного двигателя. Подробнее см. работу Фридмана, Беннета и Цвика (Friedman, Bennett and Zwick, 1953),

Длина камеры непосредственно влияет на полноту сгорания. Эта длина должна быть достаточной для того, чтобы пламя, распространяющееся от стабилизатора, могло охватить весь поток горючей смеси. Дальнейшее увеличение длины камеры бесполезно, и поэтому ее следует выбирать такой, чтобы полнота сгорания была удовлетворительной при наиболее неблагоприятных с этой точки зрения режимах работы.

Другие особенности, возникающие при изменении геометрии камеры, были уже рассмотрены в связи с влиянием турбулентности, последовательности подвода воздуха и т. д.

Практически условия течения в камере сгорания выбираются иа основании экспериментальных данны.х. полученных в результате большого числа испытаний reoMet-рически подобных конструкций. 296

Сводка влияния отдельных факторов, рассмотренных в этом и предыдундих разделах, приведена в табл. 6-1.

Таблица С-1

Влияние конструктивных и режимных факторов на условия протекания ароцесса (-положиельныр1 эфек , - орицаель-

ный эффект, -i--малое увеличение дг.ет положительный,

а большое увеличение-отрицательный эффект)

Факторы, влияющие на гидравлическое сопротивление

Рассмотрим теперь некоторые причины потери давления в камерах сгорания.

Первой очевидной прнчпиоп является ускороинс движения газа, обуслоилепиое повышением температуры. Этот вопрос рассматривался в главе 2 в связи с теорией одномерного течения. При неравномерном поле температур в выходном сечении тепловое сопротивление больше, чем в том случае, когда это поле равномерно. В реальных камерах сгорания тепловое сопротивление составляет незначительную часть общих потерь давления, которые обусловлены главным образом турбулентным перемешиванием.

В камерах сгорания процессы смешения могут происходить в трех зонах: а) перемешивание потоков топлива и воздуха в диффузионных пламенах; б) перемешивание свежей смеси с продуктами сгорания, происходящее при движенпи от дежурного пламени илн в циркуляционной юне за плохообтекаемым телом; в) перемешивание горячего газа, вытекающего нз жаровой трубы, с дополни-