Применение метода теневой анемометрии частиц для исследования характеристик аэрозоля за фронтовыми устройствами малоэмиссионных камер сгорания газотурбинных двигателей

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 применения нового уникального метода теневой анемометрии частиц для исследования параметров факела распыливания за форсуночным модулем малоэмиссионной камеры сгорания (МКС) пневматического типа. Дается подробное описание метода PSV измерения и алгоритма вычисления при обработке полученных данных. Метода PSV относится к способу прямого измерения характеристик различных аэрозолей и обеспечивает высокую точность параметров измерения по сравнению с другими методами, его уникальность состоит в том, что, помимо основных параметров распыла, он способен определять и форму частиц путем заморозки изображения теней от находящихся капель в измерительном объеме на матрице скоростной фотокамеры и импульсной фоновой подсветкой. Испытания проводились на стенде лазерной диагностики ЦИАМ в условиях открытого пространства за форсуночным модулем с пневмораспылом топлива (керосин ТС-1). В ходе испытаний были получены распределение частиц топлива по их размерам и форме на расстоянии 30 мм от среза сопла в поперечном сечении факела распыла. Применение нового метода теневой анемометрии частиц позволило верифицировать экспериментальные данные, полученные ранее методом фазодоплеровской анемометрии, а сам метод PSV показал свою работоспособность и эффективность при измерении в условиях плотных аэрозолей.

Ключевые слова

форсуночный модуль, теневой метод, диаметры частиц, распыливание, аэрозоль

Библиографический список

1. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД / Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. – 566 с.

2. Ягодкин В.И., Голубев А.Г., Васильев А.Ю., Свириденков А.А. Способ и устройство для определения характеристик топливного факела. Патент РФ 2003107618. Бюл. № 3, 21.03.2003.

3. Ягодкин В.И., Голубев А.Г. Метод определения дисперсности и концентрации капель распыленной жидкости по интегральным характеристиками рассеянного света // Труды ЦИАМ. 1979. № 867. С. 286 – 292.

4. Saffman M. Optical Particle Sizing Using the Phase of LDA Signals / Dantec Information. 1987. № 5, pp. 8 –13.

5. Amir A. Naqwi, Franz Durst. Light Scattering Applied to LDA and PDA Measurements // Particle & Particle Systems Characterization. 1991. No. 8, pp. 245-258.

6. Glantschnig W.J., Chen S. Light scattering from water droplets in the geometrical optics approximation // Applied Optics. 1981. Vol. 20. No. 14, pp. 2499-2509.

7. Estevadeordal J., Goss L. PIV with LED: Particle Shadow Velocimetry (PSV) // 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Meeting Papers, 2005, pp. 12355-12364.

8. Челебян О.Г., Силуянова М.В. Пневматический способ подготовки равномерной смеси жидкого топлива с воздухом в камере сгорания ГТД // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 4. C. 86-94.

9. Васильев А.Ю., Челебян О.Г. и др. Форсуночный модуль камеры сгорания ГТД. Патент РФ № 2439430. Бюл. № 1, 10.01.2012.

10. 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 (дата публикации 31 мая 2016).

Скачать статью