Том 6, № 2 (2007): Специальный выпуск

Рассмотрены особенности формирования полей температуры газа для камер сгорания (КС) малоразмерных газотурбинных двигателей (ГТД). Разработана уточненная модель расчета коэффициента гидравлического сопротивления, представлены результаты по влиянию конструктивных параметров камеры сгорания на неравномерность температурного поля газового потока, предложены рекомендации по проектированию и доводке этого узла в малоразмерных ГТД.

В работе представлена методика численного моделирования процессов в топливном баллоне, способном обеспечивать как криогенную заправку сжиженным природным газом (СПГ), так и заправку компримированием. Полученные результаты расчетов подтверждают реальные перспективы создания опытных образцов универсального баллона, их испытания и эксплуатации.

Использование предложенного метода диагностики параметров топливовоздушного факела позволяет находить пространственные и временные неоднородности концентраций капель и их размеры в реальных фронтовых устройствах. Проведенное исследование распыливания топлива с пластины показало возможность применения этого устройства в энергетических установках для улучшения характеристик распыла по сравнению c распылом свободной струи в сносящем потоке.

Обсуждаются вопросы, связанные с применением нелинейно оптического метода спектроскопии рассеяния КАРС в исследованиях газовых потоков, пламен и разрядов. Показано, что с помощью этого метода невозмущающей локальной диагностики можно получать не только качественную, но и количественную информацию о частотах и уширениях линий в спектрах рассеяния молекулярных переходов, о функциях распределений молекул по состояниям, температурах в диапазоне 10 - 4000 K, а также о процессах распределения и передачи молекулярной энергии.

Обоснована формула для оценки величины интенсивности турбулентности потока газа на выходе из камеры сгорания газотурбинного двигателя и показана связь этой величины со значениями ее конструктивных параметров.

В работе представлена методика численного моделирования процессов в топливном баллоне, способном обеспечивать как криогенную заправку сжиженным природным газом (СПГ), так и заправку компримированием. Полученные результаты расчетов подтверждают реальные перспективы создания опытных образцов универсального баллона, их испытания и эксплуатации.

В статье приведены данные, иллюстрирующие влияние вихревого движения заряда на показатели тепловых двигателей. Показана возможность регулирования вихревого движения заряда в цилиндре двигателя с двухконтурной системой впуска. Приведены данные экспериментов, подтверждающие улучшение эффективных показателей и токсичности двигателя на частичных режимах без ухудшения наполнения и иных показателей двигателя по внешней скоростной характеристике.

В статье представлено экспериментальное и теоретическое исследование термодинамического эффекта температурного разделения газовой струи при ее высокоскоростном истечении, а также рассмотрены области его применения в народном хозяйстве.

Предлагается наряду с известными формулами для вычисления использовать новое выражение, хорошо иллюстрирующее влияние различных факторов на протекание процесса наполнения.

Предложена простая феноменологическая модель горения, учитывающая расширения «бедной» области воспламенения с ростом температуры и влияние закрутки на скорость горения. Сравнение двух схем выгорания турбулентной закрученной струи бедной однородной топливовоздушной смеси показывает, что средняя полнота сгорания топлива на начальном участке порядка одного диаметра трубы выше для обращенной схемы организации горения с поджиганием снаружи. Полное выгорание смеси для традиционной схемы с воспламенением смеси изнутри осуществляется быстрее.

Особое место при доводке узлов газотурбинного двигателя (ГТД) отводится камере сгорания, которая требует большого объема экспериментальных исследований, как в лабораторных, так и в стендовых условиях. Применение компьютерных программ, реализующих математические модели, как в проектировочных, так и в поверочных расчетах, облегчает процесс проектирования и доводки, а также существенно уменьшает их стоимость.

Существует много способов нагрева материалов и изделий. Однако наиболее эффективным и экономически выгодным из них является лучистый способ, т. е. передача тепловой энергии от ее источника (генератора) к объекту путем излучения. Большой интерес с этой точки зрения представляет инфракрасное излучение. Тепло, выделяемое излучающей поверхностью похоже на солнечное. Газ сгорает в камере сгорания, в которой, нагреваясь до определенной температуры, формирует тепловой поток (волновое излучение инфракрасного спектра), направляемый на теплоноситель, либо непосредственно на объект. Инфракрасный луч, падающий на поверхность (пол, предметы, оборудование), нагревает ее. Воздух в обогреваемой зоне нагревается вторично от нагретых поверхностей. Тепловые волны быстро создают комфортный микроклимат в зоне.

Дано термодинамическое обоснование перспективности применения детонационного горения в авиационных силовых установках. Проведен обзор концепций применения детонационного горения в авиадвигателях и выделены наиболее перспективные правления. Дана краткая информация о состоянии работ по созданию пульсирующего детонационного двигателя. Схематизированы проблемы по основным научным направлениям, развитие которых необходимо для создания опытного образца авиационного пульсирующего детонационного двигателя.

В статье рассмотрены проблемы управления отрывом пограничного слоя в диффузорных каналах при помощи вихревых ячеек, а также представлены результаты исследований их работы.

В статье приведены данные результатов численного моделирования течения в микрофакельном горелочном устройстве. Проведено численное исследование влияния плотности дискретизации расчетной области, геометрического масштабирования, моделей турбулентности и учета изменения вязкости компонентов смеси с изменением их температуры при перемешивании на однородность поля массовой доли примеси на выходе из горелки.