Исследование и доводка характеристик кольцевой камеры сгорания ГТД наземного применения на основе анализа надёжности её работы

• Автор: Низамутдинов, Руслан Мунирович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 147 с.

' б!’0Ч-5-и I

г ’ . / Содержание

Условные обозначения

Индексы

Условные сокращения

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор существующих работ, моделей и расчётных методик КС

1.1. Процессы, происходящие в основных камерах сгорания ГТД

1.2. Математическое моделирование внутрикамерных процессов, мето-

Р ды доводки значений показателей работы камер сгорания.

1.2.1. Понятие модели, классификация моделей камер сгорания ГТД
1.2.2. Краткий обзор существующих математических моделей и методов доводки КС газотурбинных двигателей
1.3. Цель и основные задачи работы
р ГЛАВА 2. Камеры сгорания двигателей )4К-16СТ, НК-16-18СТ: особен-
ности конструкции, дефекты^ надёжность, прогнозирование вероятности безотказной работы
_ 2.1. Обеспечение надёжности и прогнозирование безотказной работы ^
^ при.............................................................доводке камер сгорания ГТД
2.2. Камеры сгорания двигателей НК-16СТ, НК-16-18СТ, особенности конструкции
2.3. Оценка надёжности камер сгорания двигателей НК-16СТ, НК-16-18СТ
2.3.1. Методика оценки надёжности при статистической обработке данных
2.3.2. Анализ статистической обработки данных по дефектам КС НК-16СТ
2.3.3. Анализ статистической обработки данных по дефектам КС НК-16-18СТ

2.3.4. Прогнозирование надёжности безотказной работы, способы повышения уровня физической надёжности КС
2.4. Возможные способы модернизации исследуемых КС
2.5. Оперативная оценка надёжности камер сгорания
ГЛАВА 3. Экспериментальное исследование влияния перераспределения подачи “вторичного” воздуха по длине жаровой трубы на основные характеристики кольцевой камеры сгорания газотурбинного двигателя
3.1. Цель и задачи экспериментального исследования
3.2. Особенности про1{ессов камеры сгорания двигателя НК-16-18СТ, как объекта исследования
3.3. Первый этап экспериментального исследования
3.3.1. Краткое описание рабочего участка экспериментальной установки и замеряемые параметры
3.3.2. Описание вариантов конструкций жаровых труб
3.3.3. Последовательность проведения испытаний вариантов отсеков и режимные параметры
3.3.4. Результаты исследования, полученные на девяти горелочном от-

секе камеры сгорания двигателя НК-16-18СТ
3.3.5. Анализ результатов первого этапа экспериментального исследо-

вания
3.4. Второй этап экспериментального исследования
3.4.1. Краткое описание камерного стенда и его режимные параметры при испытаниях
3.4.2. Описание испытанных вариантов камер сгорания
3.4.3. Последовательность проведения стендовых испытаний и замеров значений характеристик камеры сгорания
3.4.4. Методика обработки результатов замера эмиссии токсичных веществ СО и ИОх
3.4.5. Методика обработки параметров температурного поля на выходе экспериментальной КС

3.4.6. Методика расчета полнотных характеристик КС
3.4.7. Результаты стендовых испытаний БКС
3.4.8. Анализ результатов второго этапа экспериментального исследования
3.5. Выводы по результатам экспериментального исследования
ГЛАВА 4. Разработка методики расчёта температурной неравномерности на основе моделирования процесса смешения струй в условиях жаровой трубы камеры сгорания газотурбинного двигателя
4.1. Особенности процесса смешения поперечных струй с газовым потоком в жаровой трубе камеры сгорания
4.2. Моделирование процесса смешения в жаровой трубе КС
4.3. Получение зависимости, характеризующей неравномерность температурного поля по длине жаровой трубы КС
4.4. Использование полученной зависимости при оценке температурной неравномерности камер сгорания ГТД
4.5. Исследование влияния конструктивных параметров камеры сгорания на температурную неравномерность газового потока
Заключение
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

- существующие методики создания и доводки камер сгорания не позволяют проводить оценку надёжности её работы;
- предлагаемые программы автоматизированной доводки КС не учитывают закономерностей проявления характерных дефектов камер сгорания.
- в вышеописанных методах и программах отсутствует возможность оценки неравномерности температурных полей;
На основании вышеизложенного, цель и основные задачи настоящей работы формулируются следующим образом.
Цель работы. Выявление закономерностей проявления характерных дефектов камер сгорания ГТД наземного применения и оценка надёжности их работы на примере двигателей семейства НК; исследование характеристик камер сгорания различного конструктивного исполнения для определения мероприятий по повышению их надёжности; составление расчётной методики оценки температурной неравномерности газового потока на основе моделирования процесса смешения в условиях жаровой трубы.
Основные задачи:
- выявление причин возникновения основных дефектов кольцевой камеры сгорания ГТД наземного применения на примере камер сгорания двигателей НК-16СТ, НК-16-18СТ;
- создание методики определения надёжности КС на основе вероятностно-статистического анализа отказов, позволяющей определять надёжность на каждом этапе доводочных работ;
- проведение экспериментальных исследований влияния распределения “вторичного” воздуха по длине жаровой трубы КС на температурную неравномерность газового потока и эмиссию токсичных веществ;
- разработка физической картины смешения в условиях жаровой трубы кольцевой камеры сгорания;
- создание расчётной методики оценки температурной неравномерности газового потока в камере сгорания на основе моделирования процесса смешения струй и газового потока в условиях жаровой трубы.