Доводка конструкции камеры сгорания газотурбинного двигателя с тороидальной зоной рециркуляции

Авторы

Орлов М. Ю.^*, Анисимов В. М.^**, Коломзаров О. В.^***

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: adler65@mail.ru
**e-mail: vradik@mail.ru
***e-mail: kolomzarov@gmail.com

Аннотация

Описан процесс доводки конструкции камеры сгорания газотурбинного двигателя (ГТД) с тороидальной зоной рециркуляции с целью обеспечения требований технического задания, реализованный с помощью программного комплекса вычислительной газовой динамики Ansys Fluent. Работа выполнялась в три этапа. На первом этапе осуществлялась доводка аэродинамической структуры потока с целью организации тороидального вихря в первичной зоне камеры сгорания. На втором этапе обеспечивались стабилизация пламени и практически полное выгорание топлива. На третьем этапе формировалось заданное поле температур на выходе из камеры сгорания.

Ключевые слова

камера сгорания, тороидальная зона рециркуляции, доводка, первичная зона горения, моделирование

Библиографический список

1. Бакланов А.В. Малоэмиссионная камера сгорания диффузионного типа с микропламенным горением для конвертированного авиационного газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 57-68.

2. Крылов Б.А., Онищик И.И., Юн А.А. Моделирование процессов тепло- и массообмена в модельных камерах сгорания // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 1. С. 27-30.

3. Силуянова М.В., Челебян О.Г. Применение метода теневой анемометрии частиц для исследования характеристик аэрозоля за фронтовыми устройствами малоэмиссионных камер сгорания газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 1. С. 75-82.

4. 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.

5. Колодяжный Д.Ю., Нагорный В.С. Экспериментальные исследования влияния электрического поля на скорость продуктов сгорания керосино-воздушной смеси // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 1. С. 56-67.

6. Широков И.Н., Абашев В.М. Моделирование рабочего процесса в камере смешения при помощи трехсекционной горелки с принудительной подачей воздуха // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т. 19. № 5. С. 61-64.

7. Бачев Н.Л., Матюнин О.О., Козлов А.А., Бачева Н.Ю. Численное моделирование рабочего процесса в камере сгорания жидкостных ракетных двигателей с дожиганием генераторного газа при сверхкритических параметрах // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 2. С. 108-116.

8. Крылов Б.А., Мануйлов А.А., Федоров С.А., Юн А.А. Основные принципы выбора моделей турбулентности, используемых при расчете полей скоростей и температурного состояния системы охлаждения стенок жаровой трубы основной камеры сгорания газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 5. С. 111- 115.

9. Агульник А.Б., Онищик И.И., Хтай Т.М. Полуэмпирические модели полнотных и срывных характеристик камеры сгорания ГТД // Вестник Московского авиационного института. 2009. Т. 16. № 6. С. 74-81.

10. Дьяченко Д.А. Влияние конструктивных параметров зоны смешения кольцевой камеры сгорания ГТД на неравномерность полей температур на выходе из камеры сгорания // Вестник Московского авиационного института. 2008. Т. 15. № 3. С. 51-54.

11. Абрашкин В.Ю. Исследование полей температуры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2006. Т. 8. № 4. С. 1136-1141.

12. Лукачев В.П., Ланский А.М., Абрашкин В.Ю., Диденко А.А., Зубков П.Г., Ковылов Ю.Л., Матвеев С.Г., Цыганов А.М., Шамбан М.А., Яковлев В.А. Рабочий процесс камер сгорания малоразмерных ГТД, проблемы и некоторые пути повышения его эффективности // Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей: Сборник статей. – Самара: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 1998. С. 11-39.

13. Carr E. Futher applications of the lucas fan spray fuel injection combustion system // ASME International Gas Turbine Symposium and Exposition. Beijing, Peoples Republic of China, September 1-7, 1985. Paper No. 85-IGT-116, 8 p. DOI: 10.1115/85-IGT-116

14. Carr E., Todd H. The design and performance of a reverse flow combustion system for the TP 500 gas turbine engine // American Society of Mechanical Engineers (ASME), 1989, 6 p.

15. Carr E. The combustion of a range of distillate fuels in small gas turbine engines // ASME International Gas Turbine Conference and Exhibit and Solar Energy Conference, San Diego, California, USA, March 12-15, 1979. Paper No. 79-GT-175, 9 p. DOI: 10.1115/79-GT-175

16. Орлов М.Ю., Анисимов В.М. Расчетное исследование влияния режима работы компрессора на процессы в камере сгорания газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 50-56.

17. Анисимов В.М., Орлов М.Ю., Зубрилин И.А. Расчетная оценка теплового и напряженно-деформированного состояния стенок жаровой трубы кольцевой камеры сгорания // Вестник Московского авиационного института. 2016. Т. 23. № 3. С. 29-39.

18. Крылов Б.А., Мануйлов А.А., Федеров С.А., Юн А.А. Основные принципы выбора моделей турбулентности, используемых при расчете полей скоростей и температурного состояния системы охлаждения стенок жаровой трубы основной камеры сгорания газотурбинного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2010. Т. 17. № 5. С. 111-115.

19. Бирюков В.И., Белая А.Ю. Обеспечение устойчивости рабочего процесса в камере сгорания жидкостных ракетных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 110-115.

20. Агульник А.Б., Онищик И.И., Хтай Т.М. Эффективность работы камеры сгорания в составе турбореактивного двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 2. С. 65-71.

Скачать статью