Мингазов Б.Г.Мингазов Б.Г.

Автоматизированная Автоматизированная доводка камер сгорания ГТДдоводка камер сгорания ГТД

КГТУ-КАИ им.А.Н.ТуполеваКГТУ-КАИ им.А.Н.Туполева

2

Структурная схема автоматизированной Структурная схема автоматизированной доводки камеры сгорания ГТДдоводки камеры сгорания ГТД

3

Конструкция камеры сгоранияКонструкция камеры сгорания

4

Конструкция камеры сгорания ГТДКонструкция камеры сгорания ГТД

5

Течения радиальных струйТечения радиальных струй

0,5 г

о о г o

sinn

y x Gaq

d d G G

= γ +

где 2

o oо 2

г г

Wq

W

ρ=ρ

6

Модель смешения струйМодель смешения струйРасход газа по длине жаровой трубы

Коэффициенты смешения струй

Максимальная неравномерность поля температур

7

Конструкции Конструкции топливо-воздушных форсуноктопливо-воздушных форсунок

8

Отпечатки капель Отпечатки капель распыленного топливараспыленного топлива

9

Результаты измерений размеров капель Результаты измерений размеров капель топлива и их обобщениетоплива и их обобщение

г

к т тф 2

о в в o в

1т

d GА

d V d G

σ= + ρ ( )к

т 1n

id di eδ = −

где dк – средний размер капель по Заутеру, do – размер сопла форсунки

где δ = Gт/Go

10

Определение степени испаренияОпределение степени испарениякапель топливакапель топлива

11

( )( )

.const2

0в

20з

м

ЗОТ н =−−ТТ

ТТ

Wa

Ud ( )( ) ( )

2н( 1) ЗОТ 0ЗОТ

2м 0г 1

const.Т Тd U

Wa Т Т

α =

α=

−=

−( ) ( )

( ) ( )н

1,85 22ЗОТ 0( 1) 0 0з

0,5 2г( 1) 00м0

const.d UТ Т Т Т

Waр р Т Т

α=−

α =

−=

−

.

12

ЗОТ

ЗОТ0

2

2ЗОТ

2

ЗОТ5,085,1

α+

η=

zLс

HuC

dpT

W

р

ЗОТ ЗОТ ЗОТ0,85 1,5

ЗОТ к к ЗОТТ р

G zf

V

η= α

Получение критерия стабилизации Получение критерия стабилизации пламени в камере сгоранияпламени в камере сгорания

Q1=Q2Тепловой баланс в зоне обратных токов

12

Границы срыва пламениГраницы срыва пламени

13

Характеристика полноты сгоранияХарактеристика полноты сгорания

14

Расчетные схемы сгорания объемов свежей смесиРасчетные схемы сгорания объемов свежей смеси

15

1. Расход воздуха:

гвввв GmGGG iiii ∆−∆+= −1

,

2. Расход жидкого топлива: iiii GGG пттт ∆−δ −= 1

,

3. Расход парового топлива:

гпппп iiii GGGG ∆−∆+= −1

,

4. Расход продуктов сгорания: iii GGG п.c1п.cп.c ∆+= −

,

Уравнения расхода газаУравнения расхода газа

16

1. Измерение нормальной скорости горение

2. Измерение турбулентной скорости горения

ф

горСМН S

FWU =

катреугольни

каналаСМТ F

FWU =

СМW

горF

- скорость горения смеси

- площадь проходного сечения

17

Фронт турбулентного пламениФронт турбулентного пламени

18

Зависимость турбулентной скорости от Зависимость турбулентной скорости от коэффициента избытка воздухакоэффициента избытка воздуха

')1(' WUKU HaT +⋅−⋅= θ

19

dtUldV м24π=

30 0

4

3V l= π dtU

l

l

V

Vd м3

0

2

0

3=

получим

Модель сгорания объема топливо-воздушной смесиМодель сгорания объема топливо-воздушной смеси

( )

−′+

′=

′−

нн0 0 UeWUW

ll l

Wt

( ) 0м н

t W

lU U W e

′−

′= +

0

230 0

м0 м03 30

0

3t t t

t tlU l U e dt

l W

− − η = ′

∫ - коэффициент полноты сгорания

1г г 1 г 1 к в п исп твг

гг

ip i i p i i i

ip ii

с T G с Т G G Hu L zGT

с G− − − + ∆ + ∆ η − ∆

=

20

Изменение параметров газа по длине камеры Изменение параметров газа по длине камеры сгораниясгорания

21

Схема камеры сгорания и распределение Схема камеры сгорания и распределение воздухавоздуха

22

Эмиссия токсичных веществ в камере Эмиссия токсичных веществ в камере сгораниясгорания

( )г г

86000 43000112x

2 2

2

NO 5 10 64O N NO

3ORТ RТd

e edτ

− − × = −

23

Изменение полноты, температуры, Изменение полноты, температуры, EIEINOx NOx

по длине камеры сгоранияпо длине камеры сгорания