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工作特点编辑
(1)燃气温度低。一般为650〜900°C,主要取决于涡轮叶片材料的许用温度。
(2)余氧系数偏离化学当量的余氧系数。通常采用富燃的低余氧系数,优点是燃气与室壁的相容性好;燃气产物的分子量低,做功能力较大。四氧化二氮/偏二甲肼等自燃推进剂的燃气发生器,余氧系数为0.05〜0.08,质量流量密度为20〜80g/(cm2·s)。发生器的流量占发动机总流量的2%〜3%。
(3)集中燃烧。富燃的发生器,其氧化剂喷嘴排列在喷注面的中心区,与相邻的燃料喷嘴组成较高的余氧系数。边区只有燃料喷嘴。保证可靠的点火,稳定燃烧,防止出现低频不稳定燃烧。
(4)停留时间长。一般为5〜12ms,以保证出口温度均匀,避免燃气局部温度升高,烧蚀涡轮叶片。自燃推进剂的停留时间选择小些,而液氧/煤油非自燃推进剂的停留时间选择大些。
燃烧室
燃气发生器的燃烧室是冷却式的,采用再生冷却或辐射冷却。再生冷却的燃烧室,有波纹板结构的,铣槽结构的和压坑点焊结构的。再生冷却可以减少散热损失,降低室壁的温度,提高承载能力,减轻质量。
辐射冷却的燃烧室,结构简单,加工方便,材料采用高温合金或不锈钢。
根据燃气的停留时间,确定燃烧室的容积,求出它的直径和长度。
喷注器、燃烧室和喷管采用焊接连接。燃气发生器和推力室的推进剂均由泵后供应,因此两者的室压和喷嘴压降比较接近。燃气发生器工作温度较低,因此室壁的防护措施较简单。燃气发生器的停留时间较长,可以认为燃烧效率接近1。
安全性能:蒸汽发生器是软水传热,没有火焰,即不会有炉体脱水现象,同时也不会接触高温烟气,内部零件使用寿命更长。蒸汽锅炉有自己的一套安全智能报警系统,司炉人员需要根据警报提示及时处理锅炉故障。