روابط و اندازه های کلی محفظه احتراق (۴)

در طراحی توربین گاز همواره اصل بر این استوار است که کمپرسور نسبت فشار بالایی را با کمترین تعداد مراحل تولید کند؛ لذا هوای کمپرسور با سرعت بالایی از آن خارج می­ گردد. از طرفی یک احتراق موثر در سرعت­ های پایین هوا روی می­ دهد. بنابراین قبل از اینکه هوای خروجی از کمپرسور وارد محفظه احتراق گردد، از بخشی به نام دیفیوزر عبور می­ کند که جریان زیرصوت با عدد ماخ بالا را به یک جریان با ماخ پایین تغییر سرعت می­ دهد.

جهت طراحی مقدماتی اولیه ابعاد کلی محفظه احتراق، در ابتدا لازم است که دمای استاتیکی (T3)، فشار استاتیکی (P3)، چگالی (ρ3) و سرعت ورودی به دیفیوزر (V3) را با استفاده از معادلات آئرودینامیکی زیر محاسبه نمود:

سطح مقطع ورودی دیفیوزر ( A3) و پهنای ورودی دیفیوزر ( H diff) از روابط زیر محاسبه می­ شوند:

برای احتراق خوب و افت فشار کم در محفظه احتراق، سرعت هوا در ناحیه گذرگاه بین لاینر و پوسته، و سرعت مخلوط هوا و سوخت، بایستی در محدوده­ های زیر قرار گیرند:

• سرعت در ناحیه بین لاینر و پوسته (Vp) می­ بایست به گونه­ ای باشد که علاوه بر انتقال حرارت جابجایی مناسب و خنک­ کاری، افت فشار کمتری را ایجاد کند. لذا سرعت در ناحیه بین لاینر و پوسته می­ بایست  بین 60-35 متر بر ثانیه باشد.
• سرعت در ناحیه گنبدی (Vd) محفظه احتراق (dome) می­ بایست بین 12-7 متر بر ثانیه قرار گیرد.

سطح مقطع ناحیه گنبدی ( Ad) و سطح مقطع ناحیه بین لاینر و پوسته (Ap )، به این صورت محاسبه می­ گردند:

بنابراین سطح مقطع مرجع ( Aref) از مجموع این دو سطوح بدست می­ آید:

در ادامه از روابط زیر برای محاسبه قطر مرجع ، ارتفاع گنبدی  و ارتفاع مجموع دو ناحیه لاینر و پوسته استفاده می ­شود:

برای تکمیل اندازه­ های کلی، محاسبه طول لاینر لازم است. تجربه نشان می­ دهد که در اکثر محفظه­ های احتراق نسبت طول به قطر محفظه بین 1.5 تا 2.2 می­ باشد. آقای سینگ نسبت طول لاینر به ارتفاع دام در محفظه احتراق­ های  موتور مسافربری را مقدار 2 پیشنهاد می­ کند. طول کل لاینر محفظه احتراق موتور مدرن طبق محاسبات زیر می­ باشد.