Повышение давления в процессе горения и перспективы его использования для совершенствования газотурбинного двигателя
- Авторы: Лутошкин Е.В.1, Роуз М.Г.1, Штаудахер С.1
-
Учреждения:
- Институт авиационных двигателей университета Штутгарта
- Выпуск: Том 8, № 3-1 (2009): Специальный выпуск
- Страницы: 46-56
- Раздел: АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА
- URL: https://journals.ssau.ru/vestnik/article/view/675
- DOI: https://doi.org/10.18287/2541-7533-2009-0-3-1(19)-46-56
- ID: 675
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
- 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
- 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
- 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
- Azoury, P. H., 1992, “Engineering Applications of Unsteady Fluid Flow”, John Wiley & Sons
- 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
- 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
- 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
- Keller, J. O., Hongo, I., 1990, “Pulse Combustion: The Mechanisms of NOx Production”, Combustion and Flame, Vol. 80, pp 219-237
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- 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
- Nalim, R., Pekkan, K., 2003, “Internal Combustion Wave Rotors for Gas Turbine Engine Enhancement”, International Gas Turbine Congress 2003, Tokyo, IGCT2003Tokyo FR-303
- Putnam, A. A., 1971, “Combustion-Driven Oscillations in Industry”, American Elsevier Publishing Company, Inc.
- Thring, M. W., 1961, “Pulsating Combustion. The Collected Works of F. H. Reynst”, Pergamon Press Ltd., London
- Weinberg, F. J., 1986, “Advanced Combustion Methods”, Academic Press, London
- 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
- Williams, F. A., 1988, “Combustion Theory. Second Edition”, The Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc., California
- Wortman, A., 1984, “Detonation Wave Augmentation of Gas Turbines”, 20th AIAA Joint Propulsion Conference, Santa Monica
- 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
- Zeller, P. W., 2007, “Effizienzsteigerung von Turboluftstrahltriebwerken durch Optimierung des sekundären Luftsystems”, Doktorarbeit, Universität Stuttgart
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)