Влияние изменения геометрии газовой форсунки на угол распространения топливной струи

Механика жидкости, газа и плазмы


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

<p style="text-align: justify;">
     В настоящей статье изложены результаты исследований по влиянию способа подачи закрученной топливной струи на угол формирования факела распыла топлива [1]. Представлена схема установки, а так же форсунки с которыми проводились исследования. По результатам работ выявлено, что изменение расстояния между шнеком и выходным сечением форсунки влияет на угол раскрытия закрученной струи, а также изменение диаметра отверстия в выходном сечении форсунки влияет на угол раскрытия закрученной струи. Построены расходные характеристики форсунок. Определены конструктивные мероприятия при помощи которых можно влиять на угол конуса газообразного топлива, а значит и формировать необходимые параметры процесса сжигания топлива.
</p>

Ключевые слова

газотурбинный двигатель, камера сгорания, форсунка, угол распыла, стенд

Библиографический список

  1. Sadiki A., Repp S., Schneider C., Dreizler A., Janicka J. Numerical and experimental investigations of confined swirling combusting flows // Progress in Computational Fluid Dynamics, 2003, vol. 3, no. 2-4, pp. 78 – 88.

  2. Taylor S.C. Burning velocity and the influence of flame stretch. Ph.D. Thesis. University of Leeds, 1991, available at: http://etheses.whiterose.ac.uk/2099/

  3. Baklanov A.V., Neumoin S.P. A technique of gaseous fuel and air mixture quality identification behind the swirl burner of gas turbine engine combustion chamber // Russian Aeronautics, 2017, vol. 60, no. 1, pp. 90 – 96.

  4. Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions, 3rd ed., CRC Press, 2010, 537 p.

  5. 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.

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

  7. Маркушин А.Н., Бакланов А.В. Испытательные стенды для исследования процессов и доводки низкоэмиссионных камер сгорания ГТД // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева. 2013. № 3(41). С. 131 – 138.

  8. Zheng H., Zhang Z., Li Y., Li Z. Feature-Parameter-Criterion for Predicting Lean Blowout Limit of Gas Turbine Combustor and Bluff Body Burner // Mathematical Problems in Engineering, 2013, vol. 2013, available at: https://www.hindawi.com/journals/mpe/2013/939234/

  9. Борисов А.Д. Исследование влияния способа подачи струй в камеру на эффективность смешения и горения топливо-воздушной смеси // Труды МАИ. 2016. № 90. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=74721

  10. 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

  11. Roy G.D., Frolov S.M., Netzer D.W., Borisov A.A. High-Speed Deflagation and Detonation: Fundamentals and Control, Moscow, ELEX-KM Publishers, 2001, 384 p.

  12. Herweg R.A., Maly R.R. Fundamental model for flame kernel formation in S. I. Engines // SAE Technical Paper Series, 1992, 84 p. DOI: 10.4271 /922243

  13. Kiesewetter F., Konle M., 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.

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

  15. Acharya V., Lieuwen T. Role of azimuthal flow fluctuations on flow dynamics and global flame response of axisymmetric swirling flames, AIAA SciTech: 52nd Aerospace Sciences Meeting, National Harbor, MD, 2014. pp. 13 – 17.

  16. 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.

  17. 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.

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

  19. Taylor S.C. Burning velocity and the influence of flame stretch. Ph.D. Thesis. University of Leeds, 1991, available at: http://etheses.whiterose.ac.uk/2099/

  20. Lefebvre A.H. Fuel effects on gas turbine combustion — ignition, stability, and combustion efficiency // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 1985, no. 107, pp. 24 – 37, doi:10.1115/1.3239693


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход