По мере форсирования различного рода промышлен­ных топок становится все более вероятным возбуждение в них колебапий, связанных с вибрационным горением. Как уже говорилось во введении, в некоторых случаях эти колебания являются полезными н конструктор стре­мится вызвать их соответствующими мерами. В других случаях возникновение вибрационного горения крайне пежелательпо и появление таких режимов прп работе топки вызывает повреждения конструкции, преждевре­менный выход пз строя отдельных устройств и т. п.

В последнее время В. В. Соловьев наблюдал и описал внбрационное горение в топке, работавшей па пыли каменных и бурых углей1), причем эти колебапия были локализованы в ттредтопке, который будет ниже назы­ваться каморой сгорания. В. В. Соловьев указывает, что при эксплуатации высок она иряжеиных камер сгорания возникали вибрации, сопровождавшиеся сильпым шумом и значительными колебаниями давления. Описываемые ниже опыты были поставлены упомянутым автором.

На рис. 105 дан<> схематическое изображение одной из камер сгорания, на которой были поставлены описан­ные пиже опыты. Камера сгорания представляет собою вертикально расположенный цилиндр диаметром 2 с поворотом па 90° в нижней части. С точки зрения

*) Соловьев В. В., К вопросу вибрационного горения » высокойаприжешшх топочных камерах. Инженерно-физический журнал, ,Ns 1, 1959 г.

Акустики такую камеру сгорания можно считать трубой с одним закрытым (вверху) н одним открытым (внизу) концом, причем длину такой трубы надо будет считать по ломаной оси ABC. Если оцепить Jv> ^ таким образом длину трубы, то она равна 12,5 м. В верхней части ка­меры сгоранпя расположена горелка, состоящая пз двух патрубков. Внут­ренний патрубок, снабженный на выходе лопатками, служит для по­дачп угольной ныли и первичного воздуха. На рпс. 105 нодача воздуха н ныли показала стрелкой ил. На­ружный патрубок, служащий для подачи вторичного воздуха, тоже снабжен лопатками. На рнс. 105 вторичному воздуху соответствует стрелка v2. Кроме этого, необходи­мый для сгорапия воздух подается по периферии, тангенциально, через соответствующим образом поставлен­ные сопла (vs на рпс. 105). Взаимо­действие всех этих устройств при­водит к закручиванию факела, спо­собствующему лучшему сгоранию. Хотя, как видно из описания, в верхней части камеры сгорания имеется ряд отверстий, в первом приближении этот конец можно считать «закрытым», так как суммарная площадь этих отверстий н общий характер пх загромождения делает пх на порядок. менее эффективными, чем отверстие в сечепин С в нижней части камеры сгорапия. Ч то касается нижнего конца камеры, то существенным является то обстоятельство, что слева от сечения С расположен боль­шой объем, который значительно превышает объем камеры сгорания; это и позволяет считать сечение С открытым концом трубы, сообщающимся с беспредельным простран­ством.

Рис. 105. Схематиче­ское изображение ка­меры сгорания.

Сравните л ьно малое отношение длины трубы L к ее диаметру d( 4 = 6,25^) указывает на то, что камера
сгорания будет характеризоваться относительно больши­ми потерями па излучение (см. гл. VI), и поэтому в ней вероятно возбуждение колебаний только основного топа (первой гармоники). Чтобы оценить эти частоты, примем простейшую формулу, основанную на том, что первая гармоиика в трубе с одним закрытым и одним открытым концом соответствует расположению в ней четверти длины волны возмущений

Где Q — частота в герцах, а — скорость звука.

J’uc. J0I). Осциллограмма дішлєшія у горелки (в верхней части камеры сгорания).

T

При наблюдавшихся в опытах средних значеннях тем­пературы, а следовательно м скорости звука, частота, рассчитанная по приведенной формуле, оказалась рав­ной 10,9 герц, в то время

Как измерения давали при режимах вибра­ционного горения вели­чины, лежащие в диапа­зоне 16,1—17,2 герц.

На другой топке, конструктивно нодоб-

Поп описанной выше,

Которая характеризовалась L—1 м; d~ 1,4 м; под­считанная частота оказалась равной 28 герц, а измерен­ная в опыте 25 герц. Снятые прп впбрацпоппом гореннп осциллограммы показывают почти точно синусои­дальное изменение давления у закрытого конца трубы. Пример такой осциллограммы приведен на рис. 106. Хотя совпадение расчетных и опытпых частот вселяет почти полную уверенпость в том, что наблюдавшиеся колебания пмеют акустическую природу, был поставлен дополнительный эксперимент, окончательно подтвердив­ший это предположение. Эксперимент заключался в сня­тии эшоры стоячей волны колебаппй, возникшей в камере сгоранпя.

401