13 / 17
Расчет и проектирование автономного терморезака на основе камеры сгорания
…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018 13
КС выполнена из технической меди М-1. Наружная поверхность
КС имеет вид цилиндра с небольшим конусом на конце. Исходя из
технологических соображений толщина стенки КС переменная, так
как она выполнена с переменным внутренним диаметром и внешний
контур отличается от внутреннего.
Охлаждение КС осуществляется горючим (керосином), который
подается в смесительную головку. Смесительная головка имеет тракт
для смешения компонентов топлива и подачи их в камеру сгорания.
В каждом пазе смесительной головки выполнены отверстия для по-
дачи горючего.
Горючее (керосин или дизельное топливо) проходит по пазам в
смесительную головку, где смешивается с газообразным окислите-
лем, и смесь компонентов топлива подается в КС под углом 45
°
к оси
КС. Образовавшиеся продукты сгорания проходят через сопло и ис-
пользуются в дальнейшем для разрушения различных материалов.
Внешний вид терморезака УТР-2С представлен на рис. 2. К го-
ловке терморезака УТР-2С подходят две магистрали: жидкого горю-
чего и газообразного кислорода.
Для измерения давления в КС головки и температуры подогрева
охладителя на головке установлены манометр класса 1,5 и термопара
ХА (хромель-алюмель).
К терморезаку подсоединены через шланги системы подачи кис-
лорода и горючего. После соответствующей профилактики и подго-
товки систем к работе проведена серия огневых испытаний терморе-
зака с необходимыми измерениями параметров.
Запуск терморезака осуществлялся от факельного источника теп-
ловой энергии: сначала поджигалась струя с малыми расходами ком-
понентов топлива за соплом головки, проводилось втягивание факела
внутрь КС путем изменения расходов компонентов топлива в сторону
их уменьшения, после чего увеличивались расходы компонентов топли-
ва и проводилась настройка головки на заданный режим работы.
При этом в ряде экспериментов выполнялась контрольная резка
различных материалов (сталь Х18Н10Т, бетон, железобетон и др.).
Результаты испытаний показали удовлетворительную сходи-
мость расчетных и экспериментальных данных по полноте сгорания
и температуре подогрева охладителя.
На всех режимах происходит практически полное сгорание топ-
лива. Получены более низкие экспериментальные значения темпера-
туры подогрева охладителя по сравнению с расчетными. Это об-
условлено тем, что при расчетах не учитывался отток теплоты через
медную форсуночную головку на подогрев и частичное испарение
горючего, подаваемого в КС (за счет высокой теплопроводности ма-
териала в охлаждении КС фактически участвует не только расход
кислорода, но и расход горючего).