энергетическая эффективность горелок для Высокоскоростного газопламенного напыления

Ю.И. Евдокименко, В.М. Кисель, Г.А. Фролов

Повышение энергетической эффективности горелок для высокоскоростного газопламенного напыления (ВГПН) является основной задачей их совершенствования. Предложена методика оценки энергетической эффективности горелок для ВГПН, в качестве критериев которой приняты условная энтальпия торможения дисперсной фазы и условный КПД горелки, определяемый долей химической энергии топлива, преобразуемой в тепловую и кинетическую энергию дисперсной фазы. Рассмотрена эффективность сопловых каналов различной конфигурация существующих горелок. Показано, что при равной тепловой мощности каналы с дозвуковым течением имеют большую длину и обеспечивают более эффективный нагрев частиц, а со сверхзвуковым – более эффективный их разгон, при этом энергетическая эффективность последних оказывается существенно меньшей. Комбинированные каналы, состоящие из протяженных цилиндрических до- и сверхзвукового участков, обладают энергетической эффективностью близкой к таковой дозвуковых каналов при скорости частиц, превосходящей достигаемую в сверхзвуковых каналах. Показано, что максимальной энергетической эффективностью обладает газодинамический тракт с расходным управлением параметрами газового потока, обеспечивающий максимальные значения температуры и скорости частиц.

Ключевые слова: высокоскоростное газопламенное напыление, горелка, энергетическая эффективность горелки, энергетическое состояние частиц, газодинамическая схема горелки, условный к.п.д. горелки.