Том 1, № 2 (2002): Специальный выпуск

Приведен обзор результатов экспериментальных и расчетных исследований струйных эмульсионных и пневматических форсунок для распыливания авиационных топлив. На основе полученных данных спроектированы и испытаны форсунки, использующие различные источники распыливающего воздуха высокого и низкого давления. Предложен новый оптический экспресс - метод исследования факела топливовоздушной смеси. Проведены сравнения с расчетами

Исследовано влияние начальной турбулентности потока алюминиево-воздушной смеси на процессы воспламенения и стабилизации пламени в прямоточной камере сгорания с внезапным расширением. Получены экспериментальные данные и определено влияние начальной турбулентности набегающего на стабилизатор потока алюминиево-воздушной смеси на воспламенение, температуру и границы срыва пламени в зависимости от размера частиц алюминия.

В работе сообщаются некоторые результаты НИОКР ОАО «Авиадвигатель» (г.Пермь) по освоению технологии малоэмиссионного горения RQQL («богатое» горение - резкое разбавление – «бедное» горение) применительно к камере сгорания ГТД ПС-90А. Приведены данные по эмиссии NОх и СО для камер, работающихна авиационном керосине и сжиженном природном газе. В частности отмечается, что использование технологии RQQL - горения позволяет снизить эмиссию NОх в 4-5 раз по сравнению с существующей камерой сгорания ПС-90А. Отмечаются некоторые проблемы по обеспечению надежного запуска и устойчивого горения камеры сгорания типа RQQL при использовании в качестве топлива природного газа.

Рассмотрена проблема выбора оптимальных параметров смесителя горелочного устройства камеры сгорания с предварительной подготовкой топливовоздушной смеси с учетом требований к обеспечению нормативных уровней выбросов оксидов азота и к амплитуде пульсаций давления в камере сгорания на основе разработанной динамической модели рабочего процесса в камере сгорания данного типа. Обсуждается применение данного подхода к созданию низкоэмиссионной камеры сгорания газоперекачивающего агрегата ГТК-10И (Flame 3).

На основании опыта СНТК им. Н. Д. Кузнецова по созданию малотоксичных камер сгорания представлены результаты анализа основных причин, сдерживающих дальнейшее улучшение экологических характеристик камер сгорания ГТД и ГТУ. Предлагается при выборе термодинамических параметров вновь проектируемого двигателя учитывать реальные возможности снижения выбросов вредных веществ.

В качестве альтернативы каталитическим нейтрализаторам рассмотрены различные устройства и способы воспламенения и организации догорания токсичных составляющих в отработавших газах ДВС. Экспериментальные исследования проведены на лабораторном стенде с двигателем ВАЗ-1111 «Ока». Показана эффективность введения в отработавшие газы дополнительного воздуха и (или) кислорода.

Приведены результаты исследований влияния интенсификации процесса турбулентного смешения на эффективность, устойчивость горения и эмиссию вредных веществ в камерах сгорания эрокосмического и энергетического назначения двигателей семейства НК. В ходе доводки КС получены зависимости “мягкого” и “жесткого” возбуждения высокочастотных (ВЧ) колебаний в КС ЖРД замкнутой схемы (двигателей НК-39, НК-33) от неравномерности потока газообразного компонента по сечению КС и от дальнобойности струй форсунок. На базе исследования источников возникающей турбулентности в КС разработаны две модели турбулизации потока: модель “Р”- в зонах обратных токов форсуночной головки и модель “С” - в струях форсунок от динамического взаимодействия компонентов топлива, от начальной турбулизации потока в газоводе КС, при входе потока в газовые каналы форсунок и др. Путём усовершенствования критерия Херша указанными моделями “Р” и “С” на базе созданных моделей генерации акустической энергии в КС экспериментально подтверждены разработанные принципы оптимизации указанных характеристик горения в форсажных камерах двигателей НК-25, НК-321 и в двухзонных камерах двигателей НК-36 СТ, НК-37, НК-38 СТ.