Исследование турбулентного горения применительно к камерам сгорания ГТД

• Автор: Хаблус Ахмед Абдулмагид Махди
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 119 с. : ил.

1. Обзор литературы по исследованию процессов турбулентного распространения пламени

1.1. Теория распространения ламинарного пламени

1.2. Горение в турбулентном потоке

1.3. Модель явления

1.4. Критерий, характеризующий механизм горения

1.5. Моделирование камер сгорания теорией гомогенного реактора

2. Исследование нормальной скорости горения гомогенных топливовоздушных смесей

2.1. Определение ин опытным путем

2.1.1. Метод трубок

2.1.2. Метод бомбы постоянного давления

2.1.3.Метод горелки

2.2. Экспериментальная установка и порядок проведения опытов
2.3. Методика обработки результатов измерений
2.4.Теоретическое определение нормальной скорости горения
2.5. Определение температуры горения
2.6.Факторы, влияющие на скорость распространения ламинарного пламени
2.6.1.Начальная температура смеси
2.6.2. Влияние давления
2.6.3. Влияние балластирования
2.7. Погрешность обработки опытных данных
3.0 Исследование турбулентного распространения пламени
3.1. Определение т опытным путем
3.1.1. Метод обращенного конуса

3.1.2. Метод прямого конуса - 57 -
3.2. Описание экспериментальной установки
3.3. Порядок проведения опытов
3.4. Методика обработки результатов измерений
3.5. Анализ результатов исследований
3.6. Влияние автотурбулизации на турбулентную скорость распространения пламени
4.0 Одномерная модель камеры сгорания на основе теории турбулентного
горения - 73 -
4.1 Определение параметров турбулентного потока в камерах сгорания
4.2. Модель сгорания топлива на основе "поверхностного" механизма распространения пламени
4.2.1. Влияние коэффициента избытка воздуха - 87 -
4.2.2. Влияние конструкции камеры сгорания - 88 -
Заключение - 91 -
Выводы по работе: - 93 -
Приложение
Список литературы
Актуальность. Углеводородные топлива еще долгое время будут оставаться основным источником энергии для тепловых машин и энергетических установок различного назначения. Поэтому задача повышения эффективности сжигания углеводородных топлив в настоящее время является одной из наиболее актуальных проблем совершенствования тепловых двигателей.
В газотурбинных двигателях (ГТД) процесс сгорания топлива протекает в турбулентном потоке. Совместное воздействие химических и гидродинамических факторов в турбулентном потоке оказывает значительное влияние на процесс распространения пламени, что обеспечивает существенную интенсификацию процессов горения.
Вопросам исследования турбулентного горения посвящены труды ряда ученых - Г.Дамкёллера, К.И.Шелкина, Е.С.Щетинкова,
А.В.Талантова и др.[1,2,3,4] Ими созданы основы фундаментальной теории турбулентного горения, используемой при расчетах процессов горения в потоке, в частности, в прямоточных камерах сгорания ГТД. Однако применение данной теории к расчету основных камер сгорания (КС) требует дополнительных исследований, что обусловлено наличием неоднородности сжигаемых топливовоздушных смесей. Применение теории турбулентного горения при моделировании рабочих процессов в КС позволяет определить влияние не только кинетических факторов, но и гидродинамических условий, что значительно расширяет возможности прогнозирования ее характеристик.
Целью работы является:
- определение основных характеристик турбулентного распространения пламени применительно к условиям камер сгорания ГТД.
- разработка на основе теории турбулентного горения методики расчета основных камер сгорания ГТД.

1. Относительная погрешность измерения скорости IV. в опытном участке, определяемой с помощью трубки Пито-Прандтля, находится по формуле:
8„=^6!р+5р, (2.13)
где 5р - относительная погрешность измерения давления с помощью спиртового манометра с наклонной трубкой; Ь2- относительная погрешность определения плотности потока.
Значение плотности потока определялось с погрешностью 5 = ±0,3%. Погрешность измерения давления 5 = ±1,3%.
Относительная погрешность измерения скорости по формуле (2.12) составляет величину 8„, = ±0,67%.
2. Относительная погрешность измерения термоЭДС термопар с помощью электронного потенциометра ПП-63 5т.и„тер * ± 0,5%; погрешность тарировки 8ттарй±1%; полная относительная погрешность определения температуры по термоЭДС термопар:
бт =Убт.изМ + 5т.тар =±1>17%. (2-14)
4. Относительная погрешность определения коэффициента избытка
воздуха а рассчитывалась по формуле а
(7Г10
«±2,82%. (2.15)