Komora spalania - Polski Serwis Naukowy

Komora spalania – element silnika cieplnego wykorzystującego wewnętrzne spalanie paliwa jako sposób dostarczania górnego (dodatniego) ciepła obiegu termodynamicznego (silnik o spalaniu wewnętrznym). Spalanie paliwa następuje w sprężonym powietrzu lub w kontakcie z utleniaczem i może być realizowane w sposób ciągły (silniki turbinowe, rakietowe) lub cyklicznie (silniki tłokowe).

Ciepło – w fizyce to jeden z dwóch sposobów, obok pracy, przekazywania energii wewnętrznej układowi termodynamicznemu. Jest to przekazywanie energii chaotycznego ruchu cząstek (atomów, cząsteczek, jonów) w zderzeniach cząstek tworzących te układy ; oznacza formę zmian energii, nie zaś jedną z form energii .

Temperatura – jedna z podstawowych ) w termodynamice, będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, bowiem z termodynamicznego punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

W silniku turbinowym wszystkie procesy energetyczne (sprężanie, spalanie, rozprężanie) realizowane są w sposób ciągły. Ciągły proces spalania jest przyczyną dużego obciążenia cieplnego komory spalania. Konstrukcyjnie jest to element stalowy, zwykle ze stali stopowej żaroodpornej. Temperatura materiału komory spalania nie jest tak wysoka, jak czynnika ją opuszczającego. Dzieje się tak dlatego, że ścianki komory spalania opływane są stosunkowo chłodnym powietrzem, w wyniku czego następuje chłodzenie ścianek. Ponieważ spalanie w komorach turbin gazowych przebiega przy stosunkowo wysokim współczynniku nadmiaru powietrza, więc powietrza chłodzącego jest pod dostatkiem, co pozwala na utrzymanie odpowiedniej temperatury ścianek komory

Tłok to w budowie maszyn element maszyny, który przyjmuje nacisk lub wywiera go na gaz, ciecz lub inną substancję, przekazując do niej lub odbierając od niej energię.

Silnik o zapłonie samoczynnym (znany powszechnie jako silnik wysokoprężny lub silnik Diesla, ZS) – silnik cieplny spalinowy tłokowy o spalaniu wewnętrznym, w którym ciśnienie maksymalne czynnika jest znacznie większe, niż w silnikach niskoprężnych (z zapłonem iskrowym), a do zapłonu paliwa nie jest wymagane żadne zewnętrzne źródło energii, ma miejsce zapłon samoczynny.

W silniku tłokowym komora spalania jest przestrzenią zamkniętą ściankami cylindra, głowicy i tłoka. W przypadku silnika wysokoprężnego może ona mieć znacznie bardziej złożony kształt (zob. komora spalania silnika wysokoprężnego). Obciążenie cieplne komór spalania silników tłokowych jest znacznie mniejsze z uwagi na krótkotrwałe występowanie spalania, po którym następuje obniżanie temperatury czynnika w wyniku jego rozprężania a następnie doprowadzenie zimnego powietrza (wszystko wewnątrz tej samej komory spalania).

Stal stopowa – stal, w której oprócz węgla występują inne dodatki stopowe o zawartości od kilku do nawet kilkudziesięciu procent, zmieniające w znaczny sposób charakterystyki stali. Dodatki stopowe dodaje się by:

Stal – stop żelaza z węglem plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,06%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla cementyt, występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

Przypisy

Gieras 2010, s. 11

Bibliografia

Marian Gieras: Komory spalania silników turbinowych. Organizacja procesu spalania. Warszawa: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2010. ISBN 978-83-7207-864-3.