Многоуровневое моделирование стабилизации пламени в камерах сгорания ГТУ

• Автор: Слободянский, Илья Александрович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 140 с. : ил.

Перечень условных обозначений, символов и индексов
Краткая аннотация
Научная новизна
Практическая значимость
Апробация работы
Публикации
1. Современное состояние исследуемого вопроса
Постановка задачи исследования
1.1. Общие принципы стабилизации пламени в потоке
2. Моделирование и расчет рабочего процесса в камере сгорания ГТД
с применением методов вычислительной газовой динамики
3. Исследование газодинамической структуры
в трубчато-кольцевой камере сгорания
3.1. Особенности рабочего процесса в камерах сгорания ГТД
3.2. Исследование истечения закрученной кольцевой струи лопаточного завихрителя в полузакрытое пространство, ограниченное обечайкой жаровой трубы
3.3. Исследование газодинамической структуры течения в первичной зоне камеры при подводе вторичного воздуха
3.4. Исследование эжекции вторичного воздуха в первичную зону камеры сгорания ГТД с лопаточным завихрителем
3.5. Выбор модели горения для описания стабилизации пламени
на микроуровне
3.6. Влияние горения на структуру течения и массообмен в первичной зоне
4. Исследование стабилизации горения в камере сгорания ГТУ

на основе многоуровневого моделирования
4.1. Расчет переходных режимов ГТНР-25И и их идентификация
по результатам измерений
4.2. Исследование конструктивных особенностей модернизированной
камеры сгорания на расход воздуха по жаровым трубам
4.3. Выявление причин погасания пламени в некоторых жаровых трубах... 118 при запуске ГТНР-25И
Заключение
Срисок литературы

Перечень условных обозначений, символов и индексов
а - скорость звука, коэффициент преломления; с - теплоемкость; сI - диаметр, м;
площадь, м2;
С - массовый расход, кг/с;
/г - энтальпия;
кинетическая энергия турбулентности;
Ь - длина, м; р - давление, Па;
Я - газовая постоянная;
Т - температура, К;
V - объем, л/3;
и - скорость, м/с;
х - продольная координата, м;
у - поперечная координата, м;
а - коэффициент избытка воздуха, кг/кг;
е - скорость диссипации турбулентности;
О - степень подогрева; р - плотность, кг/м3; т- время, с.
в - воздух; г - газ;
зот - зона обратных токов; кс - камера сгорания; н - нормальный;
Индексы
пс - продукты сгорания т - турбулентный; тве - топливовоздушная смесь; н - атмосферные значения.
Подход, основанный на модели горения заранее не подготовленной смеси.
Модель горения заранее не подготовленной смеси базируется на представлении о том, топливо и окислитель попадают в зону реакции раздельно. Основываясь на данном предположении все мгновенные термохимические параметры процесса могут быть описаны консервативной скалярной величиной-долей перемешанной смеси
^|,Гие1 — 2,,ох
где Д - массовая доля /-го элемента, индекс «ох» относится к окислителю, индекс «бде1» относится к топливу.
Данный поход не требует индивидуальных решений уравнений переноса компонент. Определение концентраций проводится по заранее известному распределению доли перемешанной смеси. Термохимические параметры процесса предварительно рассчитываются на этапе препроцессирования в коде ргеРБР. Расчет параметров турбулентности и химическое взаимодействие проводится с помощью функции плотности вероятности (ФПВ).
Для моделирования турбулентных диффузионных пламен данный подход предоставляет несколько неоспоримых преимуществ, а именно: возможность учета промежуточных реакций, учет влияния диссоциации, возможность строгой увязки турбулентности с химическим реагированием. Кроме того, расчет термохимических параметров на этапе препроцессирования, а также отсутствие необходимости решения большого числа уравнений переноса индивидуальных компонент, значительно сокращает время, необходимое для расчета.
Подход, основанный на модели горения заранее подготовленной
смеси
Основой подхода при моделировании горения заранее подготовленной смеси является предположении о том, что топливо и окислитель смешиваются