римує постійне співвідношення між витратами повітря і палива, які надходять в камеру згоряння, або використовуючи системи придушення коливань тиску, що включають в себе виконавчі механізми, що містять рухливі частини в паливному і повітряному трактах камери згоряння. Застосування першого методу зменшує ККД ГТУ, а використання систем придушення коливань значно збільшує вартість камери згоряння. Крім того, застосування рухливих частин, що працюють з високою частотою, знижує надійність камери згоряння. Тому більш перспективним шляхом вирішення даної проблеми є застосування систем пасивного придушення автоколивань, тобто при створенні камер згоряння даного типу більш кращим є застосування пасивних систем придушення коливань тиску, в яких не передбачається високочастотного управління роботою камери згоряння.
Проблеми стійкості горіння, і зокрема проблема створення пасивної системи придушення автоколивань, раніше детально досліджувалися для камер згоряння рідинних реактивних двигунів і для форсажних камер газотурбінних двигунів. Однак вироблені в даних конструкціях технічні рішення не враховують специфіки робочого процесу камер згорання з попереднім змішуванням палива. Дійсно, зменшення часу запізнювання, що є також часом змішування, призводить до зростання викидів оксидів азоту. Застосування систем шумоглушения, наприклад резонаторів Гельмгольца, стримується їх однорежимні.
Тому для успішного застосування методів пасивного придушення коливань необхідна оптимізація конструкції камери згоряння з урахуванням обмежень, що накладаються рівнем емісії шкідливих речовин і обмеженням на втрати тиску в камерах згоряння даного типу. Для вирішення такого завдання необхідно створення математичної моделі камери згоряння, що враховує її акустичні характеристики.
Подача в камеру повітря в кількості, теоретично необхідному, практично не забезпечує повноти згоряння палива. Це призводить до так званих втрат палива від хімічної неповноти згоряння. Тому фактично в топку камери, як правило, подають повітря дещо більше, ніж це потрібно теоретично. Цей надлишок характеризується коефіцієнтом надлишку повітря a, під яким розуміють відношення кількості повітря, дійсно подається в топку, до теоретично необхідному.
Із збільшенням a зростають втрати тепла з газоподібними продуктами згорання палива, що видаляються в атмосферу, оскільки збільшується їх кількість. Із зменшенням a ростуть втрати від хімічної неповноти згоряння палива. Вибір оптимального значення a залежить від роду палива, способу спалювання і конструктивних особливостей камер згоряння і є техніко-економічним завданням.
При проектуванні ГТУ коефіцієнт приймається згідно встановленим нормам, в умовах експлуатації - встановлюються експериментально. Виходячи з досвіду застосування газових турбін в промисловості, a приймає значення від 4 до 8.
Розроблена методика рішення задачі термодинаміки газів в камері згоряння турбіни дозволяє зробити оцінку оптимального значення коефіцієнта надлишку повітря. Це досягається шляхом проведення ряду експериментів з варіюванням вхідних параметрів повітря компресора і паливного газу.
Було проведено п'ять експериментів для a=2, 4, 6, 8,10. Результати експериментів представлені у додатку Б.
Камера згоряння цього класу має наступні робочі показники [19]:
<...
