Нестационарный тепломассообмен и распределение топлива в течениях за газодинамическим стабилизатором

В. В. Третьяков, А. А. Свириденков

Аннотация


Разработана модель нестационарного тепломассообмена топливных капель с закрученным воздушным потоком, включающая определение структуры течения воздуха, нахождение конфигураций вытекающих в воздушный поток жидких струй, расчёт характеристик их  распада на капли с учётом процессов дробления и коагуляции капель, расчёт распределения концентраций капель и топливных паров в рабочем объёме. Исследование выполнено применительно к камере сгорания с фронтовым газодинамическим стабилизатором. Найдено оптимальное сочетание основных газодинамических параметров, определяющих режим работы рассматриваемого устройства: величины закрутки воздушного потока и интенсивности поперечной подачи воздуха через стабилизатор. Для этого сочетания определена структура течения и распределения концентраций капельно-жидкого и парообразного топлива за стабилизатором. Проведено сравнение результатов расчётов с экспериментальными данными. 


Ключ. слова


Газотурбинный двигатель; камера сгорания; численное моделирование; распыливание; топливовоздушная смесь

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Третьяков В.В., Свириденков А.А. Эффективность смешения капельно-жидкого топлива с воздухом в завихрительных фронтовых устройствах // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2009. № 3 (19), ч. 2. С. 162-170.

2. Третьяков В.В., Свириденков А.А. Разработка обобщённой модели тепломассообмена между топливными каплями и газовым потоком применительно к камерам сгорания ГТД // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2013. № 3 (41), ч. 1. С. 248-254.

3. Свириденков А.А., Третьяков В.В. Расчётно-экспериментальное исследование распыливания топлива и смесеобразования в потоке за газодинамическим стабилизатором // Труды Шестой Российской национальной конференции по теплообмену. М.: Издательский дом МЭИ, 2014.

4. Свириденков А.А., Третьяков В.В. Моделирование коагуляции капель в закрученных нестационарных потоках применительно к камерам сгорания ГТД // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва (национального исследовательского университета). 2013. № 3(41), ч. 1. С. 230-234.

5. Sallam K.A., Aalburg C., Faeth G.M. Breakup of Round Nonturbulent Liquid Jets in Gaseous Crossflow // AIAA Journal. 2004. V. 42, Iss. 2. P. 2529-2540. DOI: 10.2514/1.3749
6. Reitz R.D. Modeling atomization processes in high-pressure vaporizing sprays // Atomization and Spray Technology. 1987. Iss. 3. P. 309-337.

7. O'Rourke P.J., Amsden A.A. The TAB method for numerical calculation of spray droplet breakup // SAE Technical Paper Series. 1987. DOI: 10.4271/872089

8. Третьяков В.В. Расчёт распределений топлива во фронтовом устройстве камеры сгорания с трёхъярусным завихрителем // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2007. № 4. С. 34-38.

9. Третьяков В.В. Расчёт распределения капельно-жидкого и парообразного топлива в трёхъярусном модуле камеры сгорания // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С.П. Королёва. 2006. № 2 (10), ч. 2. С. 136-142.

10. Tret'yakov V.V., Mironov A.K., Maslov V.P. Experimental Verification of the Methods of Calculation of a Flow and Mixing of a Gaseous Fuel behind a Swirling Frontal Module // Heat Transfer Research. 2010. V. 41, Iss. 4. Р. 425-444. DOI: 10.1615/heattransres.v41.i4.60

11. Boysan F., Ayers W.H., Swithenbank F., Pan Z. Three-dimensional Model of Spray Combustion in Gas Turbine Combustors // 19th Aerospace Sciences Meeting. 1981. DOI: 10.2514/6.1981-324


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2016-15-4-162-173

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533