Влияние термической диссоциации продуктов сгорания углеводородного топлива на параметры рабочего процесса перспективных ГТД

• Автор: Болдырев, Олег Игоревич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 190 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИНДЕКСЫ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 ПАРАМЕТРЫ СОВРЕМЕННЫХ АВИАЦИОННЫХ ГТД.

МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ РАБОЧЕГО ТЕЛА

1.1 Параметры современных авиационных ГТД. Тенденции развития параметров рабочего процесса и требований к ним

1.2 Методики учёта термической диссоциации и рекомбинации. Состояние вопроса

1.2.1 Состояние вопроса и актуальность проблемы

1.2.2 Обзор программ, использующих методики учёта термической диссоциации при расчёте термодинамических свойств рабочего тела
1.3 Современное программное обеспечение для термогазодинамических расчётов авиационных ГТД
1.4 Выводы по главе
2 СОЗДАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСЧЁТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА С УЧЁТОМ ДИССОЦИАЦИИ И РЕКОМБИНАЦИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА В РАБОЧЕМ ПРОЦЕССЕ АВИАЦИОННОГО ГТД
2.1 Исходные данные
2.1.1 Состав воздуха
2.1.2 Состав топлива
2.2 Основные положения
2.3 Система уравнений для расчёта равновесного состояния
2.4 Необходимость введения учёта неравновесности состава в зависимости от времени пребывания рабочего тела в объёме узла
2.5 Выводы по главе
3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ВЕРИФИКАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ РАСЧЁТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ТЕЛА В СОСТАВЕ СИСТЕМЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ГТД
3.1 Реализация в виде отдельной программы И1Я80
3.2 Реализация в виде составной части системы моделирования рабочих процессов ГТД ])УЮу
3.2.1 Краткая характеристика систем моделирования БУЮш и
БУЮууТ
3.2.2 Включение математической модели расчёта термодинамических параметров рабочего тела в состав системы моделирования ОУЮ¥
3.3 Алгоритмы расчёта узлов ГТД с учётом диссоциации и рекомбинации
3.3.1 Общие алгоритмы
3.3.2 Основная и форсажная камера сгорания
3.3.3 Турбина
3.3.4 Камера смешения
3.3.5 Реактивное сопло
3.3.6 Теплообменник
3.4 Верификация математической модели расчёта термодинамических параметров рабочего тела с учётом диссоциации и рекомбинации продуктов сгорания
3.5 Выводы по главе

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФАКТОРА ДИССОЦИАЦИИ И РЕКОМБИНАЦИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ НА ОНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГТД И ЕГО УЗЛОВ
4Л Оценка влияния фактора термической диссоциации на параметры узлов ГТД
4.1.1 Основная камера сгорания
4.1.2 Турбина
4.1.3 Форсажная камера
4.1.4 Реактивное сопло
4.2 Особенности построения математической модели ТРДДФ
4.3 Оценка влияния фактора равновесного состояния на основные параметры и характеристики ТРДДФ
4.4 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

- анализ рабочего процесса в тепловых машинах и энергетических установках различного назначения;
- расчёт характеристик и состава газообразных и гетерогенных сред за фронтом ударной волны.
Этот перечень может быть продолжен, поскольку область применения программного комплекса АСТРА.4 ограничена лишь допущениями математической модели, положенной в основу вычислительного алгоритма.
Эти допущения могут быть сформулированы следующим образом:
- рассматриваются системы в состоянии внешнего и внутреннего термодинамического равновесия (полного или локального);
- рассматриваются замкнутые системы, то есть не обменивающиеся веществом с окружающей средой;
- присутствие газовой фазы обязательно; газовая фаза описывается уравнением состояния идеального газа;
- поверхностные эффекты на границе раздела фаз не учитываются, растворимость газов в жидких и твердых фазах отсутствует;
- конденсированные вещества образуют однокомпонентные несме-шивающиеся фазы, либо включаются в состав идеальных конденсированных растворов.
В программном комплексе АСТРА.4 предусмотрена возможность учёта некоторых неидеальностей. К ним относятся:
- исключение из числа учитываемых компонентов равновесия любых индивидуальных веществ;
- возможность назначать (фиксировать) концентрации одного или нескольких веществ с последующим расчётом равновесия по оставшейся части системы;
- рассмотрение неидеальных конденсированных растворов путём задания избыточной энергии Гиббса;