Том 10, № 5 (2011)

В статье проведён анализ возможных вариантов использования ёмкости с криогенной заправкой в составе автономного комплекса газоснабжения. Рассмотрены также особенности работы ёмкости с криогенной заправкой, описаны её достоинства и недостатки.

Проведена оценка возможности использования комбинированных вихревых газоветроэнергетических установок для выработки электроэнергии за счёт использования энергии выхлопных газов газоперекачивающего агрегата. Спроектирована трёхмерная модель и выполнен численный расчёт статорной части газоветроэнергетической установки. Получены распределения параметров потока во всей расчётной области. Выявлена зависимость энергетической эффективности установки от статического давления на выходе из области расчёта.

В статье описывается численное моделирование зоны обратных токов на трёхмерной модели камеры сгорания авиационного ГТД. Исследование проводилось при различных углах установки лопаток в завихрителе. Приведены графики зависимостей, связывающие между собой параметр крутки и геометрические характеристики зоны обратных токов.

Проведен анализ результатов экспериментальных исследований характеристик топливовоздушных аэрозолей, генерируемых различными модельными фронтовыми устройствами камер сгорания перспективных схем. Выявлено влияние подачи воздуха в центральный канал форсунки на конфигурацию зоны обратных токов и характеристики факела распыла. Выполнено сравнительное исследование факелов распыла за фронтовыми устройствами различных типов. Получены данные по распылу жидких пленок с поверхностей пластин и распределениям в потоке пульсаций концентраций.

На основе экспериментальных и расчётных исследований получены новые данные по структуре течения и основным характеристикам прямоточно-центробежного сепаратора. Выявлено влияние длины вихревой камеры, ширины сепарационной щели, наличия или отсутствия отсоса из контейнера сбора частиц, а также размера частиц на степень очистки газа от механических примесей.

В данной статье рассмотрены проблемы термодинамического расчёта газотурбинных двигателей, работающих на природном газе. Предлагается алгоритм термодинамического вычисления на основе π-h-T функции с точным учётом изменения теплофизических параметров рабочего тела в среде пакета программ Microsoft Office Excel.

Приведены результаты газодинамических и спектроскопических исследований возможности формирования пространственного положения продольного разряда в сверхзвуковом потоке с помощью искусственно создаваемой за анодом зоны разрежения при подаче углеводородного топлива в область разряда. Особенностью исследуемой конфигурации модуля является отсутствие привязки зоны горения к стенкам камеры сгорания. Благодаря использованию возникающей газодинамической особенности течения и неравновесного электрического разряда модуль данной конструкции как стабилизирует зону горения, так и интенсифицирует процессы смешения топлива. Эксперименты проводились при числе М=2 и статическом давлении в потоке ~34,7 кПа в аэродинамической трубе с закрытой рабочей частью квадратного сечения 120*120 мм2. Ток разряда поддерживался на уровне 1 А, расход пропана, используемого как углеводородное топливо, составлял 1,2 г/с, керосина - 1,3 г/с. Проведено сопоставление распределений интенсивности излучения возникавших продуктов химических реакций при различных вариантах инжекции топлива.

Предложен упрощённый, менее трудоёмкий, чем существующие, подход к разработке геометрии распространения пламени и построению двухзонной модели сгорания в цилиндре ДВС. Методика основана на использовании одного ионизационного зонда, удалённого от свечи зажигания. Результаты эксперимента, обработанные в соответствии с предложенной методикой, могут быть использованы для инженерных расчётов на предпроектной стадии при разработке новых ДВС, а также при доводке рабочего процесса существующих ДВС при использовании альтернативных топлив.

Статья посвящена вопросу определения физико-химических характеристик водного конденсата выхлопных газов тепловых двигателей. Представлены и проанализированы данные его исследований с помощью хроматографического оборудования.

Рассмотрены вопросы снижения амплитуды вынужденных колебаний при прерывистом резании заготовок зубчатых колес на основе решения неоднородного дифференциального уравнения второго порядка.

Проведена оценка свойств адгезии и тенденции к сколообразованию оксидных слоев, полученных микродуговым оксидированием на сплаве АК9 в условиях резких температурных перепадов.

В статье рассмотрена проблема возникновения вибрационного горения в низкоэмиссионных камерах сгорания наземных ГТД. Предложена конструкция трёхканального датчика измерения перемещений для косвенного определения наличия вибрационного горения. Представлена схема датчика, а также алгоритм его работы. Проанализированы преимущества трёхканального датчика перед одноканальным.

С целью улучшения экологических и ресурсных характеристик существующих ТРДД гражданской авиации разработан фронтовой модуль камеры сгорания с комбинированной центробежно-пневматической форсункой.

Экспериментально подтверждены высокая полнота сгорания топлива, удовлетворительный диапазон устойчивого горения, малая эмиссия несгоревших углеводородов, оксида углерода и снижение эмиссии оксидов азота в модифицированном варианте камеры сгорания с комбинированной форсункой.

В работе обоснована и выбрана математическая модель турбулентности, выполнен расчёт аэродинамической структуры течения в камере сгорания с использованием CAD/CAE–технологий, разработан алгоритм решения подобного рода задач, реализованный на примере численного моделирования структуры течения для камеры сгорания малоразмерного ГТД. Проведён анализ влияния режимных параметров на интегральные характеристики камер сгорания. По результатам численного моделирования разработаны рекомендации для практического применения программного пакета ANSYS Fluent.

Рассматриваются вопросы влияния впрыска воды на эмиссионные характеристики камер сгорания ГТД. Основной целью данных исследований явилась оценка влияния впрыска воды в зону горения КС на полноту сгорания и выбросы NOx, CO, CH4. В исследованиях был проведен комплекс опытов по определению экологических характеристик КС при впрыске воды в зону горения. Приведён сравнительный анализ различных способов подвода воды в камеру сгорания.

Предлагается новая концепция положительно (отрицательно) инвариантных многообразий дифференциальных систем с нелипшицевыми нелинейностями. Применение данной концепции позволяет понизить порядок таких систем. Показано, что сингулярно возмущённая система трех уравнений (радиус капель, температура газа, концентрация горючего), описывающая испарение и воспламенение монодисперсного спрея, имеет притягивающее инвариантное многообразие. Это позволяет привести данную систему к системе из двух уравнений, описывающих температуру газа и концентрацию горючего, когда процесс испарения капель завершён. Дополнительное уравнение описывает уменьшение радиуса капель, когда изменения температуры газа и концентрации горючего предполагаются малыми.

В работе представлена модель испарения и смешения капельно-жидкого, парообразного и газообразного топлива в камере сгорания. С помощью этой модели решены следующие задачи. Рассчитаны поля скорости воздушного потока за завихрительными фронтовыми устройствами трёх видов. Определена гидродинамическая структура течений в модулях МОГОС с префильмером и без него. Выполнены расчёты течений для модуля с двухъярусным завихрителем при варьировании профилей компонент скорости на выходе из завихрителя. Проведены расчёты распределений капельно-жидкого, парообразного и газообразного топлива в модуле каждого типа.