Исследование смешения топлива с воздухом в форсунках со струйной и закрученной подачей топлива


Авторы

Бакланов А. В.

Казанское моторостроительное производственное объединение, ул. Дементьева, 1, Казань, 420036, Россия

e-mail: andreybaklanov@bk.ru

Аннотация

Качество смешения газообразного топлива с воздухом является одними из основных параметров, определяющих эффективность сжигания топливновоздушной смеси в камере сгорания авиапроизводного ГТД. В данной статье рассматривается влияние способа подачи топлива в форсунке на процессы смешения в закрученной струе. Представлена стендовая установка, предназначенная для испытания форсунок по определению смешения топлива с воздухом. Приводятся исходные данные для проведения испытаний. Получены результаты смешения топлива с воздухом двух форсунок. Проведен анализ, по результатам которого сделаны выводы о механизме смешения струйной форсунки и форсунки с подачей закрученной топливной струи [1-4].

Ключевые слова:

камера сгорания, газотурбинный двигатель, форсунка, топливо, смешение

Библиографический список

  1. Башарина Т.А., Шматов Д.П., Глебов С.Е., Акользин И.В. Исследование струйно-центробежной форсунки спринклерной системы атомной электростанции методом вычислительного эксперимента на основе математической модели с учетом дисперсности среды // Труды МАИ. 2023. № 132. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=176844
  2. Harrison W.E., Zabarnick S. The OSD Assured Fuels Initiative–Military Fuels Produced from Coal. Presented at DoE Clean Coal Conference, Clearwater, FL, June 2007.
  3. Moses C., Roets P. Properties, Characteristics and Combustion Performance of Sasol Fully Synthetic Jet Fuel // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2009, vol. 131, no. 4. DOI: 10.1115/1.3028234
  4. Schluter J., Schönfeld T., Poinsot T., Kreds W., Hoffmann S. Characterization of confined swirl flows using large eddy simulations. ASME Turbo Expo 2001. DOI: 10.1115/2001-GT-0060
  5. Ashwani K., Gupta A.K., Lilley D.G., Syred Nick. Swirl Flows. Energy and engineering science series, Abacus Press, 1984, 475 p. DOI: 10.1016/0010-2180(86)90133-1
  6. Bishop C.K., Allan D.W. Effects of Fuel Nozzle Condition on Gas Turbine Combustion Chamber Exit Temperature Distributions // Proceedings of ASME Turbo Expo, 2010, vol. 43970, pp. 1147-1157. DOI: 10.1115/GT2010-23441
  7. 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. DOI: 10.1115/1.2816592
  8. Lefebvre A.H. Fuel effects on gas turbine combustion-ignition, stability, and combustion efficiency // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 1985, vol. 107, no. 1, pp. 24-37. DOI: 10.1115/1.3239693
  9. Маркушин А.Н., Бакланов А.В. Испытательные стенды для исследования процессов и доводки низкоэмиссионных камер сгорания ГТД // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королёва. 2013. № 3-1. С. 131-138.
  10. 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
  11. 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.
  12. Kiesewetter F., Konle M., Sattelmayer T. Analysis of Combustion Induced Vortex Breakdown Driven Flashback in a Premix Burner with Cylindrical Mixing Zone // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 2007, vol. 129, no. 4, pp. 929–936. DOI: 10.1115/1.2747259
  13. Lieuwen T.C., Yang V. Combustion Instabilities in Gas Turbine Engines // Progress in Astronautics and Aeronautics, 2005, vol. 210, pp. 657. DOI: 10.2514/4.866807
  14. Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions, 3rd ed., CRC Press, 2010, 537 pp.
  15. 15 Данильченко В.П., Лукачев С.В., Ковылов Ю.Л. и др. Проектирование авиационных газотурбинных двигателей – Самара: Изд-во СНЦ РАН, 2008. – 620 с.
  16. Gokulakrishnan P., Fuller C.C., Klassen M.S. et al. 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. Taylor S.C. Burning velocity and the influence of flame stretch. Ph.D. Thesis. University of Leeds, 1991. URL: http://etheses.whiterose.ac.uk/2099/
  18. 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
  19. Метечко Л.Б., Тихонов А.И., Сорокин А.Е., Новиков С.В. Влияние экологических нормативов на развитие авиационного двигателестроения // Труды МАИ. 2016. № 85. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=67495
  20. Бакланов А.В. Поэтапная доводка камеры сгорания газотурбинного двигателя, работающей в условиях форсирования скорости воздуха на выходе из компрессора. Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 3. С. 13-22.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход