Повышение давления в процессе горения и перспективы его использования для совершенствования газотурбинного двигателя

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Установлено, что, несмотря на свою простоту, квазиизобарное установившееся горение в газотурбинном двигателе имеет ряд существенных недостатков. В высокой степени необратимый процесс подвода тепла совместно с неизбежными потерями давления полного торможения очевидно приводят к ухудшению характеристик двигателя и ограничивают эффективность термодинамического цикла. Этот недостаток, присущий традиционному горению в газотурбинных двигателях, может быть в значительной степени нивелирован применением горения с повышением давления. Основным преимуществом камер сгорания с повышением давления является то, что может быть существенно увеличена эффективность термодинамического цикла, величина которой главным образом будет зависеть от выбора конкретного конструктивного исполнения. Термодинамическое преимущество горения с повышением давления проанализировано и представлено как функция степени повышения давления в камерах сгорания для различных схем газотурбинных двигателей. Целью этой статьи является обобщение результатов научных исследований, проведенных в данной сфере. Производится оценка предлагаемого процесса горения с повышением давления по таким критериям как эффективность, сложность исполнения и применения в газотурбинном двигателе.

Об авторах

Е. В. Лутошкин

Институт авиационных двигателей университета Штутгарта

Автор, ответственный за переписку.
Email: vest@ssau.ru
Россия

М. Г. Роуз

Институт авиационных двигателей университета Штутгарта

Email: vest@ssau.ru
Россия

С. Штаудахер

Институт авиационных двигателей университета Штутгарта

Email: vest@ssau.ru
Германия

Список литературы

  1. Adriani, R., Ghezzi, U., Infante, E., 2005, “Thermal Analysis of Constant Volume Combustion Gas Turbine“, 43rd AIAAAerospace Science Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, AIAA 2005-1010
  2. Adriani, R., Ghezzi, U., Infante, E., 2005, “Characteristics and Performances of Constant Volume Combustion Turbine Engine”, 41st AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, Tucson, Arizona, AIAA 2005-4215
  3. Akbari, P., Müller, N., 2003, “Performance Investigation of Small Gas Turbine Engines Topped with Wave Rotors”, 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, Huntsville, Alabama, AIAA2003-4414
  4. Azoury, P. H., 1992, “Engineering Applications of Unsteady Fluid Flow”, John Wiley & Sons
  5. El-Gizawy, I. G., Gadalla, M. A., 1997, “Performance Evaluation of a Gas Turbine Cycle with Pulse Combustion System”, Proceedings of the Energy Conversion Engineering Conference, Vol. 4, 2258-2263
  6. Janus, M. C., Richards, G. A., Gemmen, R. S., Johnson, E. K., 1997, “An Analytical Approach to Understanding the “Pressure-Gain“ Combustor“, Journal of Energy Resources Technology, Volume 119, pp 49-54
  7. Keller, J. O., Bramlette, T. T., Barr, P. K., Alvarez, J. R., 1994, “NOx and CO Emissions from a Pulse Combustor Operating in a Lean Premixed Mode“, Combustion and Flame, Vol. 99, pp 460-466
  8. Keller, J. O., Hongo, I., 1990, “Pulse Combustion: The Mechanisms of NOx Production”, Combustion and Flame, Vol. 80, pp 219-237
  9. Kentfield, J. A. C., O`Blenes, M., 1987, “Methods of Achieving a Combustion-Driven Pressure-Gain in Gas Turbines”, ASME Gas Turbine Conference and Exhibition, Anaheim, California, ASME-87-GT-126
  10. Kentfield, J. A. C., O`Blenes, 1987, “Small Gas Turbine Using a Second-Generation Pulse Combustor”, AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 6, pp 214-220
  11. Kentfield, J. A. C., Rehman, M, Marzouk, E. S., 1977, “A Simple Pressure-Gain Combustor for Gas Turbines”, ASME Journal of Engineering for Power, April 1977
  12. Kentfield, J. A. C., Rehman, M., Cronje, J., 1979, “Performance of Pressure-Gain Combustors Without Moving Parts”, AIAA Journal of Energy, Vol. 4, Article No. 79-0998R
  13. Kentfield, J. A. C., Yerneni, P., 1987, “Pulsating Combustion Applied to a Small Gas Turbine”, International Journal of Turbo and Jet-Engines 4, 45-53
  14. Lampinen, M. J., Turunen, R., Köykkä, M., 1992, “Thermodynamic Analysis of a Pulse Combustion System and its Application to Gas Turbines”, International Journal of Energy Research, Vol. 16, pp 259-276
  15. Li, H., Akbari, P., Nalim, M. R., 2007, “Air-Standard Thermodynamic Analysis of Gas Turbine Engines Using Wave Rotor Combustion”, 43rd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit, Cincinnati, Ohio, AIAA 2007-5050
  16. Mawid, M. A., Park, T. W., Sekar, B., Arana, C., 2001, “Application of Pulse Detonation Combustion to Turbofan Engines“, ASME Turbo Expo 2001, New Orleans, Louisiana, 2001-GT-0448
  17. Nalim, M. R., Pekkan, K., 2003, “A Review of Rotary Pressure-Gain Combustion Systems for Gas Turbine Applications”, ASME Turbo Expo 2003, Atlanta, Georgia, GT-2003-38349
  18. Nalim, R., Pekkan, K., 2003, “Internal Combustion Wave Rotors for Gas Turbine Engine Enhancement”, International Gas Turbine Congress 2003, Tokyo, IGCT2003Tokyo FR-303
  19. Putnam, A. A., 1971, “Combustion-Driven Oscillations in Industry”, American Elsevier Publishing Company, Inc.
  20. Thring, M. W., 1961, “Pulsating Combustion. The Collected Works of F. H. Reynst”, Pergamon Press Ltd., London
  21. Weinberg, F. J., 1986, “Advanced Combustion Methods”, Academic Press, London
  22. Welch, G. E., Jones, S. M., Paxson, D. E., 1997, “Wave-Rotor-Enhanced Gas Turbine Engines“, ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 119, pp 469-477
  23. Williams, F. A., 1988, “Combustion Theory. Second Edition”, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., California
  24. Wortman, A., 1984, “Detonation Wave Augmentation of Gas Turbines”, 20th AIAA Joint Propulsion Conference, Santa Monica
  25. Zeller, P. W., Staudacher, S., 2007, “Exergy Analysis fort he Performance Evaluation of Different Setups of the Secondary Air System of Aircraft Gas Turbines“, 2007, ASME Turbo Expo 2007: Power for Land, Sea and Air, Montreal, Canada, GT2007-27278
  26. Zeller, P. W., 2007, “Effizienzsteigerung von Turboluftstrahltriebwerken durch Optimierung des sekundären Luftsystems”, Doktorarbeit, Universität Stuttgart

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Вестник СГАУ, 2015

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах