Влияние геометрических характеристик завихрителя на вихревую структуру потока в импульсной камере сгорания

Авторы

Исаев А. И.^1*, Майрович Ю. И.^2**, Сафарбаков А. М.^2***, Ходацкий С. А.^2****

1. Иркутский филиал Московского государственного технического университета гражданской авиации, ул. Коммунаров, 3, Иркутск, 664047, Россия
2. Иркутский филиал «Московский государственный технический университет гражданской авиации», ул. Советская, 139, Иркутск, 664047, Россия

*e-mail: isaew_alexandr@mail.ru
**e-mail: mator38@mail.ru
***e-mail: safarbakov@yandex.ru
****e-mail: sergeixodatski.kafedra@mail.ru

Аннотация

Импульсная камера сгорания состоит из: фронтового устройства, выполненного в виде обратного клапана; цилиндрической части, обеспечивающей объем, в котором осуществляются процессы смешения топлива с воздухом и происходит процесс горения; газосборного устройства, обеспечивающего дросселирование потока; импульсной топливной форсунки, обеспечивающей подачу топлива; свечи зажигания обеспечивающей поджег топливно-воздушной смеси; периферийного завихрителя потока. При проектировании импульсной камеры сгорания одной из важнейших целей является создание объемной циркуляционной зоны, поскольку она оказывают большое значение на организацию процесса горения в импульсной камере сгорания газотурбинного двигателя. Наличие циркуляционных зон в объеме импульсной камеры сгорания определяет эффективность процесса смесеобразования, что в свою очередь влияет на величину импульса тяги и количество выбросов NO_X, CO и других вредных соединений. Поэтому важно знать структуру потока в камере сгорания. На неё оказывают влияние: завихритель потока, диаметр камеры сгорания D_КС, диаметр выходного сечения газосборного устройства камеры сгорания D_С. Одним из эффективных способов управления структурой потока, является использование завихрителей потока. В импульсной камере сгорания управляющим воздействием на размер циркуляционных зон являются периферийный завихритель потока, обладающий следующими геометрическими характеристиками: угол установки лопаток завихрителя , высота лопатки завихрителя , шаг установки лопаток завихрителя , длина хорды лопатки завихрителя , кривизна профиля лопатки завихрителя. Варьируя выше перечисленными факторами, проведены гидродинамические исследования, на экспериментальной установке «Гидробассейн». В результате гидродинамических исследований определены наилучшие геометрические характеристики завихрителя, угол установки лопаток завихрителя , высота лопатки , длина хорды лопатки , шаг установки лопаток завихрителя , что соответствует 10 лопаткам, и импульсной камеры сгорания, диаметр камеры сгорания будет определяться исходя из диаметр миделевого сечения газотурбинного двигателя, диаметр сопла импульсной камеры сгорания , а совокупным результатом исследований явился существенный прирост циркуляционных зон.

Ключевые слова

завихритель, импульсная камера сгорания, фронтовое устройство, зона обратных токов

Библиографический список

1. Старцев Н.И. Конструкция и проектирование камеры сгорания. — Самара: Изд-во СГАУ, 2007. — 120 с.

2. Исаев А.И., Сафарбаков А.М., Майрович Ю.И. Гидродинамические исследования структуры потока в жаровой трубе импульсной камеры сгорания авиационного ГТД. — Materiály IX mezinárodnívědecko — praktickákonference «Modernívymoženostivědy — 2013». Praha, Educationand Science, 2013. рp. 40 — 47.

3. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД. — М.: Мир, 1986. 566 с.

4. Нечаев Ю.Н. и др. Теория авиационных двигателей. — М.: Воениздат, 1990. Часть1. 312 с.

5. Исаев А.И., Сафарбаков А.М., Богданович Д.В., Майрович Ю.И. Конструкция импульсной камеры сгорания для газотурбинного двигателя // Сборник статей Тринадцатой международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике». Санкт-Петербург, 2012, С. 67-71.

6. Исаев А.И., Сафарбаков А.М., Майрович Ю.И. Выбор завихрителя для импульсной камеры сгорания // Известия вузов. Авиационная техника. 2013. № 4. с. 1-5.

7. Установки газотурбинные. Термины и определения. ГОСТ Р51852 — 2001. — М.: Изд-во стандартов, 2001. 15 с.

8. Шенк Х. Теория инженерного эксперимента. — М.: Мир, 1972. — 381 с.

9. E. Kilik, The Influence of Swirier Design Parameters on the Aerodynamics of the Downstream Recirculation Region, Ph.D. thesis, School of Mechanical Engineering, Cranfield Institute of Technology, England, 1976.p. 236.

10. Кобельков В.Н., Улас В.Д., Федоров Р.М. Термодинамика и теплопередача. — М: ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 2004. — 322 с.

11. Седов Л.И. Механика сплошной среды. — М.: Наука, Том 2. 1970. — 568 с.

Скачать статью