Numerical simulation of gas temperature spatial distribution in a full-size gas turbine combustor and its one-burner sector

Abstract

The methodology and results of the numerical simulation of gas flow with sprayed fuel combustion
in a helicopter gas turbine annular combustor are presented. The goal of the simulation is to
predict the non-uniformity of the combustor exit gas temperature field. The calculations are performed in two settings: a) with the simplified model of a full-size combustor included in the computational domain; b) with the one-burner sector of the combustor included in the computational domain and setting periodic boundary conditions. The results of the numerical simulation confirmed the influence of periodic boundary conditions on the accuracy of prediction of the combustor exit gas temperature field. The full-size combustor calculation is shown to be more appropriate and universal but more costly than the calculation of its one-burner sector.

About the authors

V. Ye. Kostyuk

National Aerospace University - Kharkiv Aviation Institute (KhAI)

Author for correspondence.
Email: kostyuk.v@mail.ru

Candidate of Technical Science

Chief Researcher

Ukraine

Ye. I. Kirilash

National Aerospace University - Kharkiv Aviation Institute (KhAI)

Email: kirilashelena@rambler.ru

Research Assistant

Ukraine

A. V. Stasyuk

«Motor Sich» plc, Zaporozhye

Email: kb-5.ugk@motorsich.com

Head of the Combustion Chambers Department

Ukraine

V. V. Shein

«Motor Sich» plc, Zaporozhye

Email: kb-5.ugk@motorsich.com

Head of the Design- and-experimental Group of the Combustion Chambers Department

Ukraine

D. V. Karzov

«Motor Sich» plc, Zaporozhye

Email: kb-5.ugk@motorsich.com

Engineer of the Combustion Chambers Department

Ukraine

References

  1. Аэродинамический расчёт и оптимальное проектирование проточной части турбомашин [Текст] / А.В. Бойко, Ю.Н. Говорущенко, С.В. Ершов [и др.] – Харьков: НТУ «ХПИ», 2002. – 356 с.
  2. Куценко, Ю.Г. Численные методы оценки эмиссионных характеристик камер сгорания газотурбинных двигателей [Текст] / Ю.Г. Куценко. – Екатеринбург-Пермь: УрО РАН, 2006. – 140 с.
  3. Кирилаш, Е.И. Анализ точности численных оценок гидравлических характеристик и неравномерности температурного поля газа камер сгорания ГТД методами вычислительной аэрогидродинамики (обзор) [Текст] / Е.И. Кирилаш, В.Е. Костюк // Авиационно-космическая техника и технология. – 2010. – № 8. – С. 18-23.
  4. Mongia, H.C. A Synopsis of Gas Turbine Combustor Design Methodology Evolution of Last 25 Years [Text] / H.C. Mongia // XV ISABE: September 3-7, 2001, Bangalore, India. (ISABE-2001-1086). – 19 p.
  5. Di Domenico, M. Numerical Simulations of Unsteady Multi-Phase Flows in an Aero-Engine Like Combustor [Text] / M. Di Domenico, P. Le Clercq, M. Rachner // XX ISABE: September 12-16, 2011, Gothenburg, Sweden. (ISABE-2011-1101). – 10 p.
  6. Ляшенко, В.П. Математическое моделирование рабочего процесса в камерах сгорания ГТД с помощью специализированной программы AEROCHAM (ЦИАМ) [Текст] / В.П. Ляшенко, В.И. Фурлетов. – М.: ЦИАМ, 2010. – Тр. № 1349. – C. 7-30.
  7. Сербин, С.И. Исследование влияния подачи вторичного воздуха в камеру сгорания судового ГТД на распределение температуры в выходном сечении жаровой трубы [Текст] / С.И. Сербин, С.В. Вилкул // Сучасний стан та проблеми двигунобудування: Міжнар. конф., 11-12 листопада 2010 р. / НУК – Миколаїв, 2010. – C. 95-96.
  8. Костюк, В.Е. Численное моделирование гидравлических характеристик и температурного поля газа камеры сгорания малоразмерного ГТД [Текст] / В.Е. Костюк, Е.И. Кирилаш // Вестник двигателестроения. – 2010. – № 2. – С. 124 – 135.
  9. Оран, Э. Численное моделирование реагирующих потоков [Текст] / Э. Оран, Дж. Борис. – М: Мир, 1990. – 660 с.
  10. Костюк, В.Е. Расчёт поля температуры газа на выходе камеры сгорания ГТД при неопределенности начальных условий распыливания топлива [Текст] / В.Е. Костюк, Е.И. Кирилаш, А.В. Стасюк и др. // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы докл. Ч. 1. Междунар. науч.-техн. конф., 28 – 30 июня 2011 г. / Самарский гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королёва. – Самара, 2011. – С. 137 – 139.

Statistics

Views

Abstract: 4673

PDF (Russian): 2272

Dimensions

PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2015 VESTNIK of the Samara State Aerospace University

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies