Исследование параметров отсека камеры сгорания со струйноэжекционной форсункой


DOI: 10.34759/trd-2020-112-2

Авторы

Бакланов А. В. *, Краснов Д. С. **, Гараев А. И. ***

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, КНИТУ - КАИ, ул. Карла Маркса, 10, Казань, 420111, Россия

*e-mail: andreybaklanov@bk.ru
**e-mail: dima-krasnov-09@mail.ru
***e-mail: almazsdf@mail.ru

Аннотация

Одними из основных параметров камеры сгорания являются потери давления, полнота сгорания, неравномерность температурного поля на выходе, выбросы вредных загрязняющих веществ. В данной статье рассматривается влияние постановки струйноэжекционной форсункой в отсек камеры сгорания на изменение перечисленных выше параметров. Представлена конструкция стендовой установки предназначенной для испытания отсека камеры сгорания, а так же режимы при которых данные испытания проводились. Получены результаты на отсеке с струйными форсунками и струйноэжекционными форсунками. Проведен анализ, по результатам которого сделаны выводы о эффективности применения струйноэжекционной форсунки и рекомендации о постановке выбранного типа форсунок в полноразмерную камеру сгорания [1-4].

Ключевые слова:

камера сгорания, газотурбинный двигатель, форсунка

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. DOI: 10.1115/1.2771243

  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. DOI: 10.1115/1.3028234

  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. С. 131 – 138.

  7. Маркушин А.Н., Меркушин В.К., Бышин В.М., Бакланов А.В. Усовершенствование конструкции камер сгорания традиционных схем в целях улучшения экологических показателей ГТД // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2010. № 1. С. 41 – 44.

  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. DOI: 10.1115/1.2747259

  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. Ashwani K. Gupta, D. G. Lilley, Nick Syred. 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. Мосолов С.В., Сидлеров Д.А., Пономарев А.А. Сравнительный анализ особенностей рабочего процесса в камерах сгорания ЖРД со струйно-струйными и струйно-центробежными форсунками на основе численного моделирования // Труды МАИ. 2012. № 59. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=34989

  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. DOI: 10.1016/j.combustflame.2014.01.024

  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. DOI: 10.2514/1.25847

  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—2021

Вход