Влияние перфорированного обтекателя фронтового устройства на основные характеристики камеры сгорания ГТД

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов


Авторы

Бакланов А. В.1*, Макарова Г. Ф.2, Васильев А. А.2**, Нуждин А. А.2

1. Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия
2. Казанское моторостроительное производственное объединение, ул. Дементьева, 1, Казань, 420036, Россия

*e-mail: andreybaklanov@bk.ru
**e-mail: artemka402@yandex.ru

Аннотация

Основными параметрами камеры сгорания являются потери давления, неравномерность температурного поля на выходе, экологические характеристики. В данной статье рассматривается влияние постановки перфорированного обтекателя фронтового устройства на изменение перечисленных выше параметров. Представлена конструкция стендовой установки на которой проводились испытания отсека камеры сгорания, а так же режимы при которых эти испытания проводились. Получены результаты на отсеке с обтекателем и без него. Проведен анализ, по результатам которого сделаны выводы о необходимости применения обтекателя фронтового устройства в полноразмерной камере сгорания [1-4].

Ключевые слова

камера сгорания, газотурбинный двигатель, обтекатель фронтового устройства

Библиографический список

  1. Schlüter J., Schönfeld T., Poinsot T., Krebs W., Hoffmann S. Characterization of confined swirl flows using large eddy simulations // ASME Turbo Expo 2001: Power for Land, Sea, and Air (New Orleans, Louisiana, USA, June 4-7, 2001), 2001, vol. 2, pp. V002T02A027, doi: 10.1115/2001-GT-0060

  2. Harrison W.E., Zabarnick S. The OSD Assured Fuels Initiative–Military Fuels Produced from Coal // DoE Clean Coal Conference, Clearwater, FL, June 2007.

  3. Lieuwen T., McDonell V., Petersen E., Santavicca D. Fuel Flexibility Influences on Premixed Combustor Blowout, Flashback, Autoignition, and Stability // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2008, vol. 130 (1), pp. 011506.

  4. Moses C., Roets P. Properties, Characteristics and Combustion Performance of Sasol Fully Synthetic Jet Fuel // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2009, vol. 131, no. 4, 041502-041502-17.

  5. Маркушин А.Н., Бакланов А.В. Результаты испытаний закоксованных форсунок камер сгорания семейства НК промывкой смесью керосина с техническим моющим средством // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=91839

  6. Маркушин А.Н., Бакланов А.В. Испытательные стенды для исследования процессов и доводки низкоэмиссионных камер сгорания ГТД // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2013. № 3. C. 131 – 138.

  7. Маркушин А.Н., Меркушин В.К., Бышин В.М. Бакланов А.В. Организация низкоэмиссионного горения в кольцевой камере сгорания ГТД // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2009. № 3. С. 50 – 53.

  8. Lieuwen T.C. and Yang V. Combustion Instabilities in Gas Turbine Engines, Progress in Astronautics and Aeronautics, AIAA, Reston, VA, 2005, vol. 210, 657 p.

  9. Kiesewetter F., Konle M. and Sattelmayer T. Analysis of Combustion Induced Vortex Breakdown Driven Flashback in a Premix Burner with Cylindrical Mixing Zone // ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2007, vol. 129, pp. 929 – 936.

  10. Данильченко В.П., Лукачев С.В., Ковылов Ю.Л. и др. Проектирование авиационных газотурбинных двигателей. – Самара: Изд-во СНЦ РАН, 2008. – 620 с.

  11. Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions, CRC Press, 2010, 537 p.

  12. Метечко Л.Б., Тихонов А.И., Сорокин А.Е., Новиков С.В. Влияние экологических нормативов на развитие авиационного двигателестроения // Труды МАИ. 2016. № 85. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=67495

  13. Gupta A.K., Lilley D.G., Syred N. Swirl Flows. Energy and engineering science series, Abacus Press, 1984, 475 р.

  14. Ланский А.М., Лукачев С.В., Коломзаров О.В. Тенденции изменения геометрических размеров и интегральных параметров камер сгорания малоразмерных газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 3. С. 47 – 57.

  15. Durbin M.D., Vangsness M.D.,.Ballal D.R, Katta V.R. Study of Flame Stability in a Step Swirl Combustor // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 1996, vol. 118, no. 2, pp. 308 – 315.

  16. Gokulakrishnan P., Fuller C.C., Klassen M.S., Joklik R.G., Kochar Y.N., Vaden S.N., Seitzman J.M. Experiments and modeling of propane combustion with vitiation // Combustion and Flame, 2014, vol. 161, no. 8, pp. 2038 – 2053.

  17. Lefebvre A.H. Fuel effects on gas turbine combustion-ignition, stability, and combustion efficiency // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 1984, vol. 107, pp. 24 – 37, doi:10.1115/1.3239693.

  18. Taylor S.C. Burning Velocity and the Influence of Flame Stretch, University of Leeds, 1991, 332 p.

  19. Yi T., Gutmark E.J. Real-time prediction of incipient lean blowout in gas turbine combustors // AIAA Journal, 2007, vol. 45, no. 7, pp. 1734 – 1739.

  20. Канило П.М. Энергетические и экологические характеристики ГТД при использовании углеводородных топлив и водорода. – Киев: Наукова думка, 1987. – 224 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход