Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Организация закрутки потока в горелочных устройствах и камерах сгорания ГТД. Состояние и перспектива. Направление исследований 13
1.1 Закрутка течения, как способ повышения эффективности параметров рабочего процесса устройств сжигания топлива 13
1.2 Моделирование процессов горения в горелочных устройствах и камерах сгорания ГТД 27
1.3 Вихревые противоточные горелочные устройства, перспективы и проблемы их применения 36
Выводы по главе 42
ГЛАВА 2. Критериальная база рабочего процесса вихревых горелочных устройств противоточного типа 44
2.1 Система критериев термогазодинамического подобия 44
2.2 Критерии оценки механизма горения и геометрического подобия элементов проточной части 49
Выводы по главе 60
ГЛАВА 3. Исследование влияния геометрии проточной части и входных параметров окислителя и топлива на характеристики рабочего процесса низкоперепадной противоточной вихревой горелки 61
3.1 Методика опытных исследований и экспериментальная Установка 61
3.2 Метрологическое обеспечение эксперимента и оценка погрешностей измерений 66
3.3 Планирование эксперимента, методика аппроксимации эмпирических данных и статистической проверки результатов 72
3.4 Исследование влияния геометрических и режимных параметров на устойчивость горения, срывные, расходные, гидравлические
и эмиссионные характеристики 83
Выводы по главе 110
ГЛАВА 4 Методика расчета вихревых форсуночно-горелочных устройств 111
Выводы по главе 116
ГЛАВА 5 Вихревые горелочные устройства авиационного и технологического назначения 117
5.1 Низкоперепадное вихревое горел очное устройство 117
5.2 Схема форсуночно-горел очного модуля камеры сгорания ГТД на базе вихревой низкоперепадной горелки противоточного типа 121
5.3 Вихревая эжекционная горелка 124
Выводы по главе 126
Заключение 127
Список используемых источников
- Моделирование процессов горения в горелочных устройствах и камерах сгорания ГТД
- Критерии оценки механизма горения и геометрического подобия элементов проточной части
- Метрологическое обеспечение эксперимента и оценка погрешностей измерений
- Схема форсуночно-горел очного модуля камеры сгорания ГТД на базе вихревой низкоперепадной горелки противоточного типа
Введение к работе
Оптимизация рабочего процесса устройств сжигания топлива и камер сгорания двигателей летательных аппаратов неразрывно связана с расширением научных исследований в области практического использования недостаточно изученных физических явлений, эффектов. К ним относится и эффект Ранка-Хилша, известный как вихревой эффект, физическим проявлением которого является пространственная анизотропия термогазодинамических параметров и интенсивный радиальный энергомассообмен в закрученном потоке, распространяющемся в ограниченном пространстве осесимметричного канала. Особенности закрученных течений и их использование для интенсификации различных технических и технологических процессов изучаются на продолжении многих лет [1-8].
Использование закрутки потока в химически реагирующих течениях впервые было применено при организации циклонного принципа сжигания топлива [6], а в дальнейшем нашло широкое применение при организации рабочего процесса камер сгорания ГТД [1,6,9-14]. Эффекты вращательного движения рабочей среды используются при создании эффективных фронтовых форсуночно-горелочных устройств камер сгорания воздушно-реактивных двигателей, для стабилизации фронта пламени в различных устройствах преобразования химической энергии в тепловую, при проектировании горелок и воспламенителей авиационного и технологического назначения.
Как показывают экспериментальные исследования [1,6,15], закрутка радикальным образом влияет на газодинамическую картину течения, микро и макроструктуру турбулентного потока. Такие свойства и характеристики, как пространственное распределение термогазодинамических параметров, геометрия фронта пламени и механизм горения в реагирующих течениях, существенно зависят от степени закрутки, сообщенной потоку.
Принцип организации движения потоков жидкости или газа с различной степенью закрутки является основой целой гаммы вихревых устройств. Однако, конструкции практически всех из них, включая многочисленные форсуночные и горелочные модули, не используют наиболее характерные особенности вихревых течений: энергоразделение потока по полной энтальпии (температуре) и противоток двух вихрей в ограниченном пространстве осесимметричного канала - периферийного квазипотенциального и приосевого вынужденного, термогазодинамическая «сшивка» которых происходит на радиусе разделения вихрей, определяющем поверхность нулевой осевой компоненты скорости [1,15,16].
Исследования течений с горением, типичных для камер сгорания ГТУ и различных горелочных устройств, показывают [1,6], что закрутка течения существенно интенсифицирует тепломассообменные процессы. Подача окислителя в виде интенсивно закрученного потока в вихревую камеру, позволяет организовать естественное конвективно-пленочное охлаждение корпусных элементов конструкции горелочных устройств [1,15].
Аэродинамика течения в камере сгорания противоточной вихревой горелки характеризуется комплексом свойств [1,15,17] удовлетворяющих требованиям качественной смесеподготовки и стабилизации фронта пламени: высокой интенсивностью турбулентности, самоорганизацией и пространственно-временной квазистационарностью крупномасштабных вторичных вихревых структур, рециркуляционных зон и возвратных течений, наличием локальных областей повышенной температуры. Условия протекания процессов смесеобразования и горения в камере сгорания вихревой противоточной горелки близки к условиям в идеализированном гомогенном ректоре [1,15]. Однако это декларативное заявление пока не имеет доказательства.
Ужесточение норм на эмиссию NOx и СО газотурбинными двигателями требует разработки принципиально новых принципов организации горения и, соответственно, конструкций горелочных устройств, реализующих эти принципы.
До сих пор остается ряд спорных вопросов и нерешенных проблем, связанных с многообразием и взаимным влиянием множества физико-химических факторов на характеристики процесса горения и горелочного устройства или камеры сгорания в целом, а также неадекватностью получаемых результатов, при их описании с помощью упрощенных математических моделей [1,6,11,15,18-29]. Задача проектирования противоточных вихревых горелок дополнительно осложняется тем, что в настоящее время отсутствуют единые математические теории и общепринятые методы расчета вихревого эффекта и горения в турбулентном потоке [1,15,17].
Решение отмеченных трудностей возможно, если использовать в качестве устройств эффективного сжигания топлива противоточные вихревые горелки, разработанные в ГОУ ВПО РГАТА имени П.А. Соловьева, основы проектирования, расчета и исследования которых изложены в монографиях [1,15], статьях [16,17,26,30,103], а также диссертационных работах [104-106].
Однако, несмотря на многочисленные положительные особенности термогазодинамики закрученного потока, с точки зрения процессов воспламенения и эффективного сгорания топлива в зоне горения противоточной вихревой горелки, возможность использования имеющихся конструкций вихревых горелок в технике несколько ограничена, в связи с тем, что практически все из них работают при относительно больших перепадах давления (значениях степени расширения порядка ті* =3-10). Несомненно, такая организация рабочего процесса в ряде случаев является единственно возможной, так как позволяет добиться автомодельности горелки от внешних возмущений, поскольку в ней реализовано критическое истечение продуктов сгорания из зоны горения. Подобные противоточные вихревые горелки нашли применение в качестве эффективных воспламенителей камер сгорания ГТД. Практика показывает, что существует ряд задач, в которых необходимо
обеспечить надежное горение при отсутствии заметного перепада давления, например при создании высокоэффективных конструкций форсуночно-горелочных модулей, формирующих первичную зону камер сгорания.
Возможность внедрения и использования низкоперепадных противоточных вихревых горелок на практике, требует также создания адекватной методики расчета.
Для этого необходимо провести исследования, направленные на выявление определяющих факторов и механизмов их совместного влияния на физико-химические параметры рабочего процесса низкоперепадных горелок. Получить критериальные и регрессионные уравнения (пригодные для использования в процессе проектирования), аппроксимирующие зависимости интегральных характеристик вихревых горелок от комплекса геометрических и режимных факторов. Это определяет актуальность темы работы.
Методы исследований
Для решения поставленных задач использованы: теория подобия и размерностей, основополагающие закономерности термогазодинамики, физики процессов горения, требования к постановке теплофизических опытных исследований с учётом положений регрессионного анализа и математического планирования многофакторного эксперимента.
Достоверность и обоснованность
Достоверность полученных результатов обеспечивается корректным
применением уравнений термогазодинамики, положений теории подобия и размерностей, постановкой экспериментальных исследований с применением метрологически аттестованного оборудования, обработкой опытных данных с использованием статистических методов. Она подтверждается совпадением расчетных и опытных данных созданных горелок, а также с результатами работ ранее проведенных исследований.
На защиту выносятся:
критериальная база и система критериальных уравнений, позволяющая на стадии проектирования оценить влияние геометрических и входных параметров, на интегральные характеристики рабочего процесса;
результаты расчетных и экспериментальных исследований совместного влияния определяющих факторов на характеристики рабочего процесса вихревых горелок;
методика расчета и конструкции вихревых горелочных устройств.
Научная новизна
Разработана методика расчёта низкоперепадных вихревых горелок, построенная на полученных критериальных уравнениях, найденных на основе теоретического обобщения опытных результатов с использованием теории подобия и размерностей, позволяющая по исходным данным рассчитать геометрию горелки и необходимое соотношение параметров на входе, которое обеспечило бы требуемые мощность, температуру факела на выходе, срывные, расходные, гидравлические, эмиссионные характеристики, определяющие качество рабочего процесса.
Предложен ряд конструктивных исполнений вихревых низкоперепадных горелок авиационного и технологического назначения, новизна которых подтверждается патентом на изобретение № 2262040 от 10.10.05 г. и положительным решением о выдаче патента по заявке на изобретение №2006121286/06(023109).
Практическая значимость
На базе разработанной методики рассчитано и спроектировано вихревое форсуночно-горелочное устройство для камер сгорания авиационных ГТД и стационарных ГТУ. В рамках двойных технологий рассчитаны и разработаны горелки прошедшие испытания, часть из которых внедрена на установке термической утилизации твердых бытовых, медицинских и промышленных отходов, разработка которой выполнялась ГОУ ВПО РГАТА имени П. А. Соловьёва по государственному контракту № ЛО140/2261 в рамках работ по федеральной целевой программе «Интеграция науки и высшего образования России на 2002 - 2006 годы». Диссертационная работа выполнена при финансовой поддержке по госконтракту № 02.516.11.6021.
Моделирование процессов горения в горелочных устройствах и камерах сгорания ГТД
Многочисленные экспериментальные исследования [1,2,4,6,15] горелочных устройств с закруткой потока в энергетике, авиации и других областях техники позволили разработать общие подходы к проектированию таких устройств на основе балансовых соотношений переноса энергии, вещества, импульса. Получены зависимости для осредненных по времени и пространству интегральных параметров течения. Однако, возможность расчета и практического использования их существенно ограничена отсутствием учета нестационарных явлений, реализуемых при эволюции закрученного потока в элементах энергетических установок [1,6]. Несмотря на имеющийся накопленный экспериментальный материал по исследованию газодинамики, тепломассообмена и горения в закрученном течении [1,2,8], в настоящее время не существует единого мнения относительно механизмов многих процессов, включая пространственное перераспределение энергии и температурную стратификацию, а также реальные механизмы протекания многоступенчатых реакций горения в потоке с закруткой. Это объясняет сложность и актуальность проблем, которые необходимо решать, чтобы на современном уровне развития теории турбулентных течений получить аналитические решения задачи, используя полную нестационарную систему уравнений Навье-Стокса, дополненную адекватной моделью турбулентности и горения. Без привлечения определенного объема эмпирических данных не удается предсказать некоторые эффекты, например, наблюдаемую в эксперименте эволюцию областей пиковых температур, расположенных в зоне разделения квазипотенциального -приосевого и периферийного вихрей; параметры, определяющие прецессию вихревого ядра потока, связанные с ней газодинамические и акустические явления. Необходимость учета этих и других неподдающихся аналитическому расчету эффектов и трудность их выявления в опытах особенно актуальна для реагирующих закрученных потоков в вихревых горелках и камерах сгорания ГТД, поскольку они оказывают влияние на такие характеристики как надежность воспламенения, эффективность стабилизации фронта пламени, механизм и скорость турбулентного горения, образование загрязняющих веществ в зоне реакции [6,15,29].
При проектировании вихревых горелок и форсуночно-горелочных модулей для камер сгорания часто приходится решать задачу о том, каким образом процесс горения, протекающий устойчиво в модельной конструкции, осуществить в реальной горелке или камере сгорания [33,37,81]. Как правило, такие задачи решаются за счет экспериментальной доводки. Избежать опытной доводки может помочь критериальная база, позволяющая определять необходимые условия перехода от модели к реальному устройству [15,25,61,82].
Физико-химическое преобразование распыленного топлива в зоне горения представляет совокупность явлений химической кинетики, гидродинамики, теплообмена, поэтому создание рациональной конструкции вихревой горелки возможно лишь при их комплексном изучении. Исследования в этой области могут быть выполнены двумя различными методами [33]. Существенная особенность первого метода моделирования процесса горения заключается в том, что он может быть описан в виде системы дифференциальных уравнений. Однако, большинство исследователей [18,29,36,56,79,83] отмечают, что использование этого метода при современном уровне кинетических знаний сопряжено с непреодолимыми трудностями. Они начинаются с необходимости математической трактовки особенностей процесса и заканчиваются поиском решений сложной системы дифференциальных уравнений. Такой подход оказывается возможным лишь при наличие упрощающих предпосылок, значительно искажающих конечные результаты, которые вследствие этого теряют практический смысл.
Этот метод применяется в теории горения [33,36,55,57]. При этом каждый конкретный случай, характеризующийся определенными геометрическими и физическими условиями, превращается в самостоятельную сложную проблему. Ни о каких общих результатах, которые можно было бы использовать для произвольной геометрической формы зоны горения и характера движения газа или жидкости в потоке, не может быть и речи.
Критерии оценки механизма горения и геометрического подобия элементов проточной части
Отмеченная система критериев достаточна для установления подобия многофазных многокомпонентных течений с учетом газодинамических и тепломассобменных процессов. Обобщение позволяющее получить расчетные зависимости необходимые для создания методики проектирования низкоперепадных вихревых горелок противоточного типа, кроме безразмерных комплексов, описывающих кинематику и динамику закрученного потока: Re, Ей, у, требует введение дополнительно ряд критериев учитывающий влияние реакций горения на рабочий процесс.
В настоящий момент отсутствует единое мнение о механизме протекания химических реакций в закрученном течении. В реагирующем закрученном потоке, распространяющемся в камере сгорания вихревой горелки, детали физических и химических процессов известны не полностью. Из эксперимента необходимо определить количественную зависимость суммарных конечных параметров системы от внешних условий (например, срывные характеристики, зависимость Ut и ширины зоны горения bt от давления температуры и т.д.).
Метод расчета этих параметров будем создавать на основе умозрительной модели, в которой учитываются не все, а только отдельные достаточно изученные элементы явления. Главным критерием пригодности полученной модели будем считать соответствие между экспериментальными и рассчитанными на основе модели интегральными характеристиками (суммарными параметрами) вихревой горелки. Кроме того, модель должна быть внутренне не противоречивой. Справедливость предположения базируется на анализе работ других авторов, в которых показано, что пока только такие аппроксимирующие модели используются при описании турбулентного горения [28,36].
Согласно известной модели поверхностного горения [11,40], под действием турбулентности плоский фронт ламинарного пламени искривляется и превращается в переплетенный клубок локальных ламинарных фронтов, конфигурация и взаимное расположение которых постоянно меняется, с сохранением статистически средней поверхности пламени. В этом случае увеличение скорости турбулентного горения можно объяснить увеличением поверхности пламени и, соответственно, количеством реагирующей на ней смеси в единицу времени. При этом закономерности развития волны горения, как и в случае распространения ламинарного пламени, лимитируются процессами диффузии компонентов к фронту пламени и потоком тепла из зоны реакции в свежую смесь, преимущественно за счет теплопроводности.
Сделанные предположения приводят к известному понятию области диффузионного горения, в которой характерное время протекания химических реакций t , много меньше времени физических процессов переноса тепла и вещества іф. Тогда положение фронта пламени можно определить как область, где благодаря турбулентному обмену создаются условия, благоприятные для воспламенения, и идут быстрые химические реакции, что приводит к вырождению зоны горения в поверхность, искривленную турбулентными пульсациями.
В горелочных устройствах и камерах сгорания такие условия реализуются при высоких давлениях и относительно небольшой интенсивности турбулентности и вряд ли имеют место в низкоперепадной вихревой горелке противоточного типа. Достоверность этого предположения в широком диапазоне изменения режимных параметров показана в следующих главах.
Согласно модели объемного горения в потоке реагирующей смеси реализуются условия, когда лимитирующим является процесс химического реагирования, по сравнению с быстрыми физическими процессами переноса массы, импульса и энергии (например, в результате развитой крупномасштабной турбулентности). В этом случае кинетика не успевает за процессами смешения компонентов, нагрева смеси до температуры воспламенения, и зона горения растягивается в пространстве до некоторого объема. Поэтому, условие реализации механизма объемного горения запишем как соотношение характерных времен физических и химических процессов К »?ф в зоне реакции.
Будем считать, что именно такой механизм наиболее характерен для противоточных вихревых горелок, так как процесс горения протекает в условиях развитой турбулентности и противотока двух вихрей.
Критерием реализации встречающейся в литературе микрообъемной модели турбулентного горения в закрученном потоке вихревой горелки, будем считать условие возможности существования в нем локальных ламинарных фронтов пламени и предполагать, что в отличие от сделанного ранее вывода, реакция происходит не в растянутой в пространстве области пламени, а в отдельных микрообъемах, неравномерно распределенных по ширине зоны горения.
С целью оценки реального механизма горения в вихревых горелках противоточного типа введем критерии, позволяющие оценить степень его приближенности к одному из идеализированных механизмов. Будем считать, что в камере сгорания вихревой горелки существуют такие условия, при которых реализуется та или иная модель горения. Предположим, что при изменении условий один механизм горения постепенно переходит в другой и не существует резких границ по параметрам в зоне реакции, разделяющих разные механизмы, то есть одновременно наблюдаются признаки различных моделей горения нашедших отражение в литературе.
Метрологическое обеспечение эксперимента и оценка погрешностей измерений
Исследования характеристик низкоперепадной вихревой противоточной горелки выполняются на экспериментальной установке, представленной на рис. 3.1. Для измерения температуры в факеле продуктов сгорания применяется датчик полной температуры, конструкция которого показана на рис. 3.2.
Датчик выполнен неохлаждаемым с открытой рабочей частью. Применение открытого спая связано с необходимостью уменьшения диаметра рабочей части. При определении температуры требуется учет всех видов погрешностей, возникающих при её измерении [116, 118]. В экспериментах использовалась термопара платино-платинародиевого типа.
Величина погрешности, возникающей вследствие теплового излучения от спая термопары, рассчитывается по выражению где гсп - коэффициент черноты рабочего спая; асп - коэффициент конвективной теплоотдачи от факела к спаю.
Поскольку измерения проводятся на различных режимах работы вихревой горелки, то поверхность рабочего спая покрывается слоем сажи, что увеличивает коэффициент черноты спая до значения zcn«1 и повышает погрешность измерения.
Коэффициент теплоотдачи при обтекании потоком рабочего спая термопары, имеющего форму шара с диаметром dcn=4-10"4 м, рассчитывается по зависимости где Яи - теплопроводность газа в точке измерения [119]. Для случая измерения в факеле продуктов сгорания примем: и = 100 м/с; рфк = 0,22 кг/м3; Тсп - 1800 К. Подставляя записанные значения найдём: АТсп = 25 К. Для вычисления величины погрешности, возникающей в результате неполного торможения потока на поверхности рабочего спая датчика, воспользуемся выражением [118] р Для неизолированных термоэлектродов при расположении термопары параллельно потоку = 0,86±0,09[117]. При принятых значениях скорости и плотности потока, температуры спая, найдём ATV = 9 К.
Поскольку рабочий спай вынесен от датчика на расстояние 6-Ю"3 м, что составляет 15 диаметров термоэлектродных проводов, то в соответствии с рекомендациями [118], пренебрежём погрешностью за счёт утечек тепла по термоэлектродам по сравнению с погрешностями, обусловленными неполным торможением потока и теплообменом излучением.
С учётом рассчитанных величин погрешностей калибровки и погрешностей, обусловленных подключением термопары в схему измерений, случайная ошибка измерения температуры составила ± 4 К, а уровень методической погрешности составлял величину 34 К. При этом большим значениям методической погрешности соответствует больший уровень измеряемых температур. Максимальное значение методической погрешности может быть оценено в пределах 2 % от показаний вторичных измерительных приборов. Приведённая оценка методической погрешности является максимальной и уменьшается при снижении скорости и температуры потока продуктов сгорания.
Измерение расхода воздуха осуществляется стандартной диафрагмой. Сужающее устройство выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ 14371 99 и рекомендациями [116]. В качестве вторичной измерительной аппаратуры используется водяной дифференциальный манометр с диапазоном измерения от 100 до 7000 Па в диапазоне избыточных давлений в магистрали от 0 до 0,5 МПа.
Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода подсчитывается по формуле [115, 116]
Схема форсуночно-горел очного модуля камеры сгорания ГТД на базе вихревой низкоперепадной горелки противоточного типа
Разработана конструкция вихревого форсуночно-горелочного устройства (ВФГУ) предназначенного для формирования первичной зоны камер сгорания авиационных и наземных ГТД. Особенность рабочего процесса заключается в возможности управления дефлаграционной волной реакции и реализации механизмов диффузионно-кинетического сгорания топлива при организации схем «богато-бедного» и «бедно-бедного» нестехиометрического горения в камерах сгорания двигателей, работающих на адаптивных принципах.
Горелочный модуль работает следующим образом. Сжатый воздух от компрессора поступает на вход тангенциального 8 и аксиального 12 завихрителей. При прохождении потока воздуха через межлопаточный канал 7 в него подается газообразное топливо тангенциальной форсунки 2 через отверстия 9, поступающее к ним из кольцевого канала 6. Образующаяся топливовоздушная смесь нестехиометрического состава (богатая или бедная по коэффициенту избытка воздуха в зависимости от выбранного режима работы) поступает в первую зону предварительного смешения 11 и в виде интенсивно закрученного потока движется в направлении первичной зоны горения 17. Проходя диффузорный участок профилированного внутреннего корпуса 4 вихревой камеры, закрученный поток топливовоздушной смеси расширяется, с образованием зоны обратных токов в виде тороидальной вихревой структуры. В этой области осуществляется стабилизация фронта пламени первичной зоны горения 17, воспламенение которой осуществляется от свечи зажигания расположенной в жаровой трубе камеры сгорания, в которой используется форсуночно-горелочное устройство. Дополнительная стабилизация процесса горения топливовоздушной смеси нестехиометрического состава в первичной зоне осуществляется диффузионным факелом продуктов сгорания топлива подаваемого из топливной форсунки 1. Во вторичную зону горения 18 топливовоздушная смесь нестехиометрического состава поступает из второй зоны предварительного смешения 19. Смесь формируется в результате подачи топлива радиальной форсунки 3 через отверстия 16 в поток воздуха, проходящий через аксиальный завихритель 12. При этом снижение вероятности проскока пламени достигается тем, что во вторую зону предварительного смешения через первые два ряда отверстий 16 подается только часть необходимого расхода топлива и образующаяся топливовоздушная смесь имеет состав по коэффициенту избытка воздуха находящийся вне границ концентрационных пределов воспламенения. Остальная часть топлива подается через третий ряд отверстий 16 в конце второй зоны предварительного смешения 19. Поток продуктов сгорания первичной зоны обеспечивает стабилизацию пламени во вторичной зоне горения. Пространственное разделение зон горения с предварительной гомогенизацией потоков топливовоздушной смеси нестехиометрического состава подаваемых в каждую из зон позволяет регулировать значением максимальной температуры процесса и реализовать малоэмиссионное горение с низким выбросом оксидов азота за счет возможности управлением образования NOx по термическому механизму, а так же обеспечить возможность динамического управления процессом горения за счет перераспределения топливных потоков при сохранении определенных запрещенных критических значений коэффициентов избытка воздуха для каждой из зон вблизи стехиометрии.
Вихревое эжекционное горелочное устройство (рис. 5.3.) предназначено для сжигания топливных ресурсов и может применяться для обеспечения термического воздействия в процессах различного технологического назначения: сжигания, нагрева, осушки, термического обезвреживания в системах утилизации бытовых и медицинских отходов, в установках для пиролиза и газификации низкокалорийных топлив, биомассы и т.д. Перспективно использование эжекционной горелки для организации экологически чистого горения тяжелых жидких топлив и масляных отработок, эффективного дожигания дымовых и пиролизных газов.
В предложенной конструкции решена проблема многотопливности, горелка может работать на жидком и газообразном топливе. В целях увеличения коэффициента полноты сгорания и расширения диапазона устойчивой работы по коэффициенту избытка воздуха для организации «бедного» горения, в конструкции горелки реализована трехступенчатая система эжекции дополнительных масс воздуха из атмосферы. Первая ступень представляет собой эллиптические отверстия в корпусе горелочного устройства. Их геометрия предусматривает удобство применения различных систем зажигания. Вторая ступень - ряд отверстий в камере сгорания, площади проходных сечений которых динамически изменяются при помощи регулировочного кольца, выполненного на поверхности камеры сгорания. Повышение эффективности охлаждения камеры сгорания достигается за счет конструкции третьей ступени эжекции, представляющей собой коаксиальный кольцевой канал, повторяющий геометрию камеры.
