Исследование влияния профиля лопаток завихрителя на структуру и параметры потока

Авиационная и ракетно-космическая техника

2026. Т. 33. № 2. С. 140-151.

Авторы

Ван Ф. *, Шарафутдинов Р. Р.**, Александров Ю. Б.***

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, Казань, Россия

*e-mail: VanF@stud.kai.ru
**e-mail: ramissharafutdinov15@gmail.com
***e-mail: Alexwischen@rambler.ru

Аннотация

С целью минимизации потерь и улучшения равномерности распределения потока внутри жаровой трубы камеры сгорания сравнивались завихрители с тремя различными профилями лопаток. Построены расчетные модели завихрителей с различными профилями, рассчитаны параметры потока за завихрителями в условиях, соответствующих холодной продувке. Проведен детальный анализ результатов расчетов для различных конструкций лопаток.

Ключевые слова:

камера сгорания, фронтовое устройство, лопаточный завихритель, профиль лопатки, гидравлические потери

Список источников

  1. Лефевр А.Х. Процессы в камерах сгорания ГТД / Пер. с англ. С.О. Апельбаума и др. / Под ред. В.Е. Дорошенко. М.: Мир, 1986. 566 с. 
  2. Chin JS. New Generation Aeroengine Combustor. Journal of Engineering Thermophysics. 2022;43(2):543-552. DOI: 10253-231X(2022)02-0543-10
  3.  Suo J, Liang H, Li  M, et al.  Design and Development System of Aeroengine Combustor. Aeronautics and Astronautics Science and Engineering. 2021;47(3). DOI: 10.13477/j.cnki.aeroengine.2021.03.005
  4.  Liu X. Study on low-emission combustion chamber Design and Premixed combustion characteristics. PhD thesis. Harbin Engineering University; 2018. DOI: 10.7666/d.D01411046
  5.  Fu J. Comparative test on performance of combustion chamber flame cylinder head. Aeroengine. 2023;49(04):128-133. DOI: 10.13477/j.cnki.aeroengine.2023.04.016
  6.  Ланский А.М., Лукачев С.В., Матвеев С.Г. Исследование распыливания топлива пневмомеханическими форсунками // Труды МАИ. 2012. № 57. URL:  https://trudymai.ru/published.php?ID=31093
  7. Исаев А.И., Майрович Ю.И., Сафарбаков А.М., и др. Влияние геометрических характеристик завихрителя на вихревую структуру потока в импульсной камере сгорания // Труды МАИ. 2016. № 88. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=70631
  8. Исаев А.И., Сафарбаков А.М., Майрович Ю.И. Оптимизация управляющего воздействия на вихревую структуру в импульсной камере сгорания // Решетневские чтения. 2014. С. 142-144.
  9. Вайнер Л.Г., Нагоркин М.Н., Фоменко И.Е. Управление качеством процесса смесеобразования в камере сгорания газотурбинной установки на основе ее информационной модели // Вестник ТОГУ. 2024. № 4(75). С. 49-58. DOI: 10.38161/1996-3440-2024-4-49-58
  10. Бирюк В.В., Орлов М.Ю., Зубрилин И.А., и др. Определение размеров зоны обратных токов трехмерной модели камеры сгорания ГТД с помощью пакета ANSYS Fluent // Вестник СамГАУ. 2011. № 5(29). С. 44-48. 
  11. Эммиль М.В. Закрученные струи за лопаточными завихрителями в свободном пространстве и в камере сгорания ГТД // Известия МГТУ «МАМИ». 2014. № 1(19). С. 86-90.
  12. Zhang Q, He X, Gong C, et al. Performance of swirling-flow single trapped vortex combustor under different swirler schemes. Journal of Aerospace Power. 2023(7):1773-1783. DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.20210617
  13.  Zhu D, Tang H, Xie G. CFD Simulations of Radial Swirler. Dongfang electric review. 2014(112):55-60. DOI: 10.13661/j.cnki.issn1001-9006.2014.04.013
  14.  Zhang P, Wei T, Xi Y, et al. Influence of Swirler Blade Bending Angle on Swirl Characteristics. Technology Innovation and Application. 2023(7):76-80. DOI: 10.19981/j.CN23-1581/G3.2023.07.017
  15.  Ding M, Dong L, Ban R, et al. Numerical simulation study onflow field morphology influenced by bionic vanes of a dual-stage swirler. Journal of Propulsion Technology. 2024;46(4). DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.2401005
  16.  Xu X, Zegn W, Liu K, et al. Experimental testing and numerical calculation of flow field characteristics in a double stage axial swirl combustor. Journal of Aerospace Power. 2023;40(10). DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.20230776 
  17.  Gu D, Shen C, Yang S, et al. Test of Concentric Staged Combustor Cold Flow Field Based on PIV. Aeroengine. 2023(1):76-80. DOI: 10.13477/j.cnki.aeroengine.2023.01.010
  18.  Wang Y, Xiao W, Wang Z, et al. Numerical Simulation and Test Verification of the Influence of Airflow Splits on the Flow Field Characteristics in Dual-axial Swirlers. Aeroengine. 2022(1):26-32. DOI: 10.13477/j.cnki.aeroengine.2022.01.005
  19.  Liu K, Xu R, Cao J, et al. Influence of swirler and flame tube matching on combustion performance. Journal of Aerospace Power. 2024;40(12). DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.20240614
  20.  Нгуен Т.Д., Александров Ю.Б., Мингазов Б.Г. Влияние формы обтекателя на однородность профиля скоростей перед лопатками завихрителя // Климовские чтения - 2020: перспективные направления развития авиадвигателестроения: сборник статей научно-технической конференции (16 октября 2020; Санкт-Петербург ). СПб.: Скифия-принт, 2020. С. 93-101.
  21. Александров Ю.Б., Нгуен Т.Д., Мингазов Б.Г., и др. Влияние угла установки лопаток завихрителя на эффективность смешения потока за фронтовым устройством камеры сгорания ГТД // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 3. С. 146-158. DOI: 10.34759/vst-2021-3-146-158

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2026