Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
Доклад посвящен теоретическому исследованию, связанному с расчетом перепада давления на топливном фильтре воздушно-реактивного двигателя (ВРД) по причине появления на его поверхности углеродсодержащих осадков в среде жидкого углеводородного горючего (УВГ). В качестве основного УВГ выбран керосин марки ТС-1.
Проведен анализ литературы по осадкообразованию, в ходе которого было выяснено, что осадкообразованию подвержены стенки теплообменных аппаратов, контактирующие с жидким УВГ, многие элементы топливно-подающих систем ВРД, где углеродсодержащие осадки могут появиться на стенках нагретых каналов, внутри форсунок и их распылителей, а также на топливных фильтрах. До сих пор проблема появления углеродсодержащих осадков тепловой и электрохимической природы полностью не решена и требует пристального внимания при создании новых видов (типов) реактивных топлив. Несомненно, что появление осадков на фильтроэлементах неизбежно приводит к перепаду давления, который может служить сигналом об остаточном ресурсе или выходе из строя топливных фильтров [1, 2].
Проведен патентно-лицензионный поиск источников информации по теме исследования, в результате которого найдены некоторые патенты на изобретения и полезные модели, связанные с перепадом давления на фильтрах различных устройств [3–5]. Также проведен анализ теплофизических свойств керосинов, включая керосин ТС-1 [6].
Теоретический расчет основан на ранее полученной формуле [7], включающей такие параметры как удельное электросопротивление металлической стенки и слоя углеродсодержащего осадка, время работы, температура нагретой стенки, коэффициент режима. В начале расчета задавались разные температурные режимы работы металлического фильтра. Рассчитаны возможные перепады давления на фильтре реактивного двигателя. Рассчитаны коэффициенты основных режимов эксплуатации топливного фильтра. В результате теоретического расчета получены значения перепадов давления за разное время эксплуатации, построены соответствующие графики; при моделировании нескольких режимов работы фильтра при разных температурах получены значения наработки до отказа топливного фильтра.
Проведен анализ существующих и перспективных способов борьбы и предотвращения осадкообразования, в результате которого выбраны наилучшие способы, включая приемлемое охлаждение стенки топливного канала, применение электростатических полей, резервирование топливных каналов, распылителей, фильтров.
Авторами доклада разработаны новые конструктивные схемы топливных фильтров ВРД с несколькими способами борьбы и предотвращения появления углеродсодержащих осадков.
Проблема осадкообразования в топливной системе ВРД остается актуальной в наши дни, в связи с чем, необходимо проводить комплексные исследования по предотвращению стремительного появления углеродсодержащих осадков, а также эффективной борьбы с этим процессом. С целью повышения надежности и безопасности эксплуатации ВРД необходимо создание новых компьютерных программ по вычислению толщины углеродсодержащих осадков на нагретых стенках топливных каналов, по расчету возможных перепадов давления на топливных фильтрах. Намечены дальнейшие научные исследования.
