¿Cómo se mantiene la llama de combustión en la cámara de combustión después de apagar los encendedores?

Durante la fase de arranque de un motor a reacción, los encendedores en la cámara de combustión crean chispas para iniciar la combustión. Hasta donde yo sé, cuando el motor alcanza la velocidad autosuficiente, los encendedores se apagan (esto podría ser diferente (toma más tiempo) en un avión de pasajeros debido a las regulaciones de la FAA durante el despegue).

Mi pregunta es ¿cómo se mantienen las llamas en la cámara de combustión (o los recipientes) (como una vela) sin el apoyo de los encendedores?

Respuestas (3)

¿Cómo se sostiene la llama de una vela después de haberla encendido? Permanece encendido quemando combustible continuamente. El motor a reacción funciona de la misma manera. Una vez que el fuego está encendido (por los encendedores) está ardiendo constantemente. El compresor suministra constantemente aire y las bombas suministran constantemente combustible.

Esto es fundamentalmente diferente a un motor de combustión tradicional con el que podría estar tratando de conciliar esta idea. En un motor de combustión interna de 4 tiempos, por ejemplo, tiene admisión, compresión, potencia y escape por separado y necesita bujías (o bujías incandescentes) para encender el combustible en cada ciclo. Sin embargo, en un motor a reacción, en lugar de 4 ciclos independientes, tiene un flujo constante de aire a través del motor. El aire entra por el frente, es comprimido por la etapa de N2 y se alimenta continuamente a la sección caliente donde el fuego arde constantemente y luego sale por la parte trasera del motor.

Mírelo como una parrilla de barbacoa de propano o una estufa de gas: solo necesita el encendedor para encender el fuego. Una vez que el fuego está ardiendo, permanece así hasta que apaga el flujo de gas.

Creo que el autor de la pregunta se pregunta por qué el flujo de aire de 500 mph a través del motor a reacción no apaga simplemente la llama: si sopla lo suficientemente fuerte en una vela o en una parrilla de barbacoa, apagará la llama... ¿por qué no? ¿No sucede lo mismo en un motor a reacción? Sospecho que la respuesta involucra la etapa de compresión donde el flujo de aire se ralentiza a medida que se comprime antes de inyectar combustible y la mezcla se enciende en la cámara de combustión que restringe los gases quemados para permitir la combustión antes de salir a través de la turbina.
@Johnny Gracias por la elaboración. Sí, exactamente me pregunto por qué el aire de alta velocidad del compresor no apaga la llama. Me pregunto si la temperatura del aire comprimido tiene un papel en la ignición. ¿O el aire comprimido en 30000 pies tiene suficiente temperatura para encender el combustible?
Tengo la misma pregunta que el OP, y sí, esto no responde la pregunta por la misma razón que en los comentarios anteriores.
Punto menor: las bujías incandescentes solo se usan para ayudar a arrancar un motor diesel (cuando está por debajo de la temperatura de funcionamiento). Después de eso, es autosuficiente, aunque por razones diferentes a las de un motor a reacción. Una mezcla de diesel y aire se enciende espontáneamente simplemente como resultado del calor de la compresión.
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También tenga en cuenta que las velocidades de avance del frente de llama relevantes se aplican a la cámara de combustión. Y estos generalmente son superados por la velocidad del aire, por lo que la llama se mantiene generalmente mediante un soporte de llama de cuerpo de remolino o farol. Esta zona siempre recibe una rica mezcla de combustible y está a alta temperatura. Este caudal se diluye por aporte anual a la cámara donde continúa la combustión habiendo salido del portallamas.

Otra respuesta para agregar a caseys:

  1. La velocidad del flujo cerca de los inyectores de combustible es muy lenta, del orden de 30 m/s. Esto es causado por una ampliación de la ruta de flujo entre la salida del compresor y la cámara de combustión llamada difusor o difusor. Ver aquí para más.
  2. La radiación de la mezcla de aire y combustible que se quema en la parte media de la cámara de combustión calienta la mezcla que aún no se quema cerca de los inyectores de combustible, lo que ayuda a que las gotas de combustible se evaporen (este es un paso necesario antes de que pueda comenzar la combustión) y hace que el mezcla para ser calentada por encima de su temperatura de autoignición . Por lo tanto, este calor irradiado proporcionará a la mezcla aire-combustible la energía de activación necesaria para la combustión.

Algunas cámaras de combustión tienen pequeñas muescas en la pared que crean turbulencias locales y ayudan a retener parte de la mezcla de aire y combustible que se está quemando, lo que ayuda a iniciar la ignición en el siguiente flujo. Estos se llaman soportes de llama.

Si todo el gas quemado se elimina de la cámara de combustión sin encender el siguiente gas, el proceso de encendido se detendrá. Esto se llama apagado de llama . El calor de las paredes de la cámara de combustión no será suficiente para volver a encender la mezcla de aire y combustible, porque el flujo de aire del compresor los enfría y se enfriarán rápidamente una vez que la llama se apague.

Tenga en cuenta que este efecto se utiliza para extinguir pozos de petróleo o gas en llamas con dinamita .

Para agregar a la publicación de Casey, el soporte de la llama evita que la llama se apague. Es una parte de la cámara de combustión que permite que el aire a alta presión de la etapa de compresión final gire a baja velocidad para mantener contenido el frente de la llama.

Que yo sepa, el soporte de la llama se coloca justo después de la turbina de gas, no en la cámara de combustión.
@albin: Los soportes de llama detrás de la turbina son para el postquemador y mucho más grandes que los de la cámara de combustión.
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