Wie wird die Verbrennungsflamme nach dem Abschalten der Zünder in der Brennkammer aufrechterhalten?

Während der Startphase eines Strahltriebwerks erzeugen Zünder in der Brennkammer Funken, um die Verbrennung einzuleiten. Soweit ich weiß, werden die Zünder ausgeschaltet, wenn der Motor die selbsterhaltende Geschwindigkeit erreicht (dies kann in einem Verkehrsflugzeug aufgrund der FAA-Vorschriften während des Starts anders sein (dauert länger).

Meine Frage ist, wie werden Flammen in der Brennkammer (oder Kanistern) ohne Zünderunterstützung aufrechterhalten (wie eine Kerze)?

Antworten (3)

Wie erhält sich eine Kerzenflamme, nachdem Sie sie angezündet haben? Es bleibt beleuchtet, indem kontinuierlich Kraftstoff verbrannt wird. Das Düsentriebwerk funktioniert genauso. Sobald das Feuer angezündet ist (durch die Zünder), brennt es ständig. Luft wird ständig vom Kompressor geliefert und Kraftstoff wird ständig von Pumpen geliefert.

Dies unterscheidet sich grundlegend von einem herkömmlichen Verbrennungsmotor, mit dem Sie diese Idee möglicherweise in Einklang bringen möchten. In einem 4-Takt-Verbrennungsmotor zum Beispiel laufen Einlass, Kompression, Leistung und Auslass separat ab, und Sie benötigen Zündkerzen (oder Glühkerzen), um den Kraftstoff in jedem Zyklus zu zünden. In einem Düsentriebwerk haben Sie jedoch anstelle von 4 unabhängigen Zyklen einen konstanten Luftstrom durch das Triebwerk. Luft kommt vorne, wird von der N2-Stufe komprimiert und kontinuierlich in den heißen Abschnitt geleitet, wo das Feuer ständig brennt, und dann durch die Rückseite des Motors ausgestoßen.

Betrachten Sie es wie einen Propangasgrill oder einen Gasherd – Sie brauchen nur den Zünder, um das Feuer zu entzünden. Sobald das Feuer brennt, bleibt es so, bis Sie den Gasfluss abstellen.

Ich denke, der Fragesteller fragt sich, warum der 500-Meilen-Luftstrom durch das Düsentriebwerk nicht einfach die Flamme ausbläst – wenn Sie hart genug auf eine Kerze oder einen Grill blasen, blasen Sie die Flamme aus … warum nicht? Passiert das nicht auch in einem Strahltriebwerk? Ich vermute, dass die Antwort die Kompressionsstufe beinhaltet, in der der Luftstrom verlangsamt wird, wenn er komprimiert wird, bevor Kraftstoff eingespritzt und das Gemisch in der Brennkammer gezündet wird, wodurch die brennenden Gase gezwungen werden, eine Verbrennung zu ermöglichen, bevor sie durch die Turbine austreten.
@Johnny Danke für die Ausarbeitung. Ja, ich frage mich genau, warum Hochgeschwindigkeitsluft aus dem Kompressor die Flamme nicht ausbläst. Ich frage mich nur, ob die Temperatur der Druckluft eine Rolle für die Zündung spielt? Oder hat komprimierte Luft in 30000 Fuß genug Temperatur, um den Kraftstoff zu entzünden?
Ich habe dieselbe Frage wie das OP, und ja, dies beantwortet die Frage nicht aus demselben Grund wie in den obigen Kommentaren.
Kleiner Punkt - Glühkerzen werden nur verwendet, um einen Dieselmotor zu starten (wenn er unter Betriebstemperatur ist). Danach ist es selbsttragend, wenn auch aus anderen Gründen als bei einem Strahltriebwerk. Ein Diesel-Luft-Gemisch entzündet sich spontan allein durch die Kompressionswärme.
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Beachten Sie auch, dass für die Brennkammer relevante Vortriebsgeschwindigkeiten der Flammenfront gelten. Und diese werden im Allgemeinen von der Luftgeschwindigkeit überschritten, sodass die Flamme normalerweise durch Wirbel- oder Staukörperflammenhalter gehalten wird. Diese Zone erhält immer ein fettes Kraftstoffgemisch und ist auf hoher Temperatur. Dieser Strom wird durch die jährliche Zufuhr in die Kammer verdünnt, wo er die Verbrennung fortsetzt, nachdem er den Flammenhalter verlassen hat.

Eine weitere Antwort zu Caseys:

  1. Die Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Kraftstoffeinspritzdüsen ist sehr langsam, in der Größenordnung von 30 m/s. Dies wird durch eine Aufweitung des Strömungswegs zwischen Verdichterausgang und Brennkammer verursacht, die als Diffusor oder Diffusor bezeichnet wird. Siehe hier für mehr.
  2. Die Strahlung des brennenden Kraftstoff-Luft-Gemisches im mittleren Teil der Brennkammer erwärmt das noch nicht brennende Gemisch in der Nähe der Kraftstoffeinspritzdüsen, was das Verdampfen der Kraftstofftröpfchen unterstützt (dies ist ein notwendiger Schritt, bevor die Verbrennung beginnen kann) und verursacht die Gemisch, das über seine Selbstentzündungstemperatur erhitzt werden soll . Daher wird diese abgestrahlte Wärme das Kraftstoff-Luft-Gemisch mit der erforderlichen Aktivierungsenergie für die Verbrennung versorgen.

Einige Brenner haben kleine Kerben in ihrer Wand, die lokale Turbulenzen erzeugen und dazu beitragen, einen Teil des brennenden Brennstoff-Luft-Gemisches zurückzuhalten, was dazu beiträgt, die Zündung in der folgenden Strömung zu starten. Diese werden Flammenhalter genannt.

Wird das gesamte brennende Gas aus der Brennkammer ausgewaschen, ohne das nachfolgende Gas zu entzünden, stoppt der Zündvorgang. Dies wird als Flammenausfall bezeichnet . Die Wärme von den Wänden der Brennkammer reicht nicht aus, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch wieder zu entzünden, da sie durch den Luftstrom des Kompressors gekühlt werden und schnell abkühlen, sobald die Flamme ausgeblasen wird.

Beachten Sie, dass dieser Effekt verwendet wird, um brennende Öl- oder Gasquellen mit Dynamit zu löschen .

Um Casey's Post hinzuzufügen, verhindert der Flammenhalter, dass die Flamme ausgeblasen wird. Es ist ein Teil der Brennkammer, der es der Hochdruckluft aus der letzten Kompressionsstufe ermöglicht, mit niedriger Geschwindigkeit zu wirbeln, um die Flammenfront einzudämmen.

Soweit ich weiß, wird der Flammenhalter direkt nach der Gasturbine platziert, nicht in der Brennkammer.
@albin: Die Flammenhalter hinter der Turbine sind für den Nachbrenner und viel größer als die in der Brennkammer.
Wie wird die Verbrennungsflamme nach dem Abschalten der Zünder in der Brennkammer aufrechterhalten?
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