Использование явления электропроводности пламени неоднородной топливовоздушной смеси при проектировании и доводке камер сгорания

В статье обосновано применение ионизационных датчиков для исследования и диагностики процесса сгорания топлива в газотурбинных энергетических установках. На основе анализа литературных данных и собственных исследований выявлено, что определяющая роль в механизме ионизации пламени распылённого в потоке жидкого углеводородного топлива принадлежит термоэмиссии электронов с раскалённых частиц углерода. Показано, что при подаче жидкого топлива в зону циркуляции за плохообтекаемым телом область максимальной концентрации электронов, определяющих ток проводимости, находится в зоне циркуляции. При впрыске жидкого топлива на стабилизатор пламени зона максимальной концентрации электронов располагается в зоне смешивания между зоной обратных токов и обтекающим потоком газа. Экспериментально обнаружено, что расстояние между областью максимальной концентрации электронов и основанием стабилизатора определяется количеством распылённого топлива, начальной температурой, турбулентностью потока и скоростью потока газа. Результаты работы могут быть использованы для прогнозирования и мониторинга ионизационным датчиком характеристик турбулентного пламени в камерах сгорания энергетических установок, а также позволяют создать систему непрерывного контроля и управления процессами воспламенения и сгорания топлива, обеспечивающую минимальную концентрацию токсичных выделений в уходящих продуктах сгорания.