Пневматический способ подготовки равномерной смеси жидкого топлива с воздухом в камере сгорания ГТД

Авторы

Силуянова М. В.^1*, Челебян О. Г.^2**

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова, ЦИАМ, Авиамоторная ул., 2, Москва, 111116, Россия

*e-mail: dc2mati@yandex.ru
**e-mail: oganes441@gmail.com

Аннотация

Приведены результаты экспериментального исследования спроектированного фронтового устройства с пневматическим распыливанием жидкого топлива применительно к малоэмиссионной камере сгорания. Описывается метод подготовки равномерной смеси жидкого топлива с воздухом во фронтовом устройстве с мелкодисперсным факелом распыла в условиях закрученного течения. Проведены автономные испытания разработанного фронтового устройства, в ходе которых бесконтактным методом были исследованы основные характеристики формируемого за горелкой топливовоздушного факела распыливания в условиях открытого пространства. По результатам холодных испытаний средний заутеровский диаметр капель топлива на режиме малого газа составляет 23 мкм, и формируется широкая и интенсивная зона обратных токов на оси устройства. Для опробования разработанного устройства и метода подготовки в нем топливовоздушной смеси были проведены огневые испытания в модельном трехгорелочном отсеке камеры сгорания при повышенном давлении среды. По результатам проведенных испытаний получены точки запуска и срыва пламени в земных условиях и подтверждена работоспособность технологии обедненного горения топливовоздушной смеси.

Ключевые слова

фронтовой модуль, пневматический метод, распылитель, топливовоздушная смесь, дробление, факел распыла

Библиографический список

1. ICAO Engine Exhaust Emissions Databank, edition 2016. URL: https://www.easa.europa.eu/document-library/icao-aircraft-engine-emissions-databank#5

2. Кузнецов В.Р., Сабельников В.А. Турбулентность и горение. — М.: Наука, 1986. — 288 с.

3. Охрана окружающей среды. Приложение 16 к Конвенции о международной гражданской авиации. Монреаль, Канада. Международная Организация Гражданской Авиации. 2008. Т. 2. Эмиссия авиационных двигателей. — 93 c.

4. Chang Clarence T., Lee Chi-Ming, Herbon John T. and Kramer Stephen K. NASA Environmentally Responsible Aviation Project Develops Next-Generation Low-Emission Combustor Technologies (Phase I) // Journal of Aeronautics & Aerospace Engineering, 2013. Vol. 2. Issue 4, pp. 132 — 147.

5. Li et al. Patent No. US 7,762,073 B2. Jul. 27, 2010.

6. Foust M., Thomsen D., Stickles R., Cooper C. and Dodds W. Development of the GE Aviation Low Emissions TAPS Combustor for Next Generation Aircraft Engines // AIAA Paper, October 2011, pp. 75 — 92.

7. Mongia H.C. TAPS-A 4th Generation Propulsion Combustor Technology for Low Emissions // AIAA/ ICAS International Air and Space Symposium and Exposition, July 2003 −2657. Dayton, Ohio, AIAA Paper 2003, pp. 167-189.

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

9. Силуянова М.В., Челебян О.Г. Применение альтернативных топлив в авиационных газотурбинных двигателях // Труды МАИ. 2016. № 87. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=69695

10. Baessler Stefan, Mosl Klaus G., Sattelmayer Thomas. NOx emissions of a premixed partially vaporized kerosene spray flame. // Proceedings of ASME Turbo Expo, May 8-11, 2006, Barcelona, Spain. Paper GT2006-902482003, pp. 114-128.

11. 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.

12. Новиков И.Н., Абросимова Е.А. Разработка обобщенной математической модели расчета и проектирования камер сгорания вихревого противоточного типа // Труды МАИ. 2014. № 78. URL: http://www.mai.ru/science/trudy/published.php?ID=53709

13. Васильев А.Ю., Челебян О.Г., Захаров В.М., Маслов В.П. Особенности подготовки керосино-воздушной смеси в камере сгорания ГТД с низкой эмиссией NO_x // Сборник тезисов докладов XV Минского международного форума по тепло- и массообмену, Минск 23-26 мая 2016. Т. 2. С. 48-51.

14. Васильев А.Ю., Челебян О.Г., Ягодкин В.И. Разработка и исследование пневматической форсунки применительно к малоэмиссионной камере сгорания перспективного ГТД // Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей: Труды VII Все-российской научно-технической конференции. Самара: СГАУ, 2011. № 5 (29). С. 65-71.

Скачать статью