Газодинамическое моделирование камер сгорания ГТД на основе модульного метода

• Автор: Коновалова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 182 с. : ил

Оглавление

Условные обозначения

Условные сокращения

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Методы газодинамического анализа камер сгорания

1.1. Математическое моделирование сложных систем..:

1.2. Струйный метод

1.3. Последовательно-одномерный метод

1.4. Сетевой метод

1.5. Методы, используемые в механике сплошных сред
1.6. Цель и основные задачи работы
ГЛАВА 2. Модульный метод моделирования камер сгорания
2.1. Понятие “модуль”
2.2. Общие принципы модульного метода
2.3. Математические модели модулей
2.3.1. Диффузор
2.3.2. Разделитель
2.3.3. Фронтовое устройство
2.3.4. Жаровая труба
2.3.5. Кольцевой канал
2.3.6. Отверстия
2.3.7. Соединение с газосборником
2.3.8. Выходное сечение
2.4 Оценка адекватности моделей модулей ;
ГЛАВА 3. Система газодинамического анализа камер сгорания ГТД
3.1. Разработка системы и ее общая характеристика
3.1.1. Программный комплекс САМСТО как
инструмент для разработки системы КАМЕРА
3.1.2. Общая характеристика системы КАМЕРА
3.1.3. Используемый численный метод
3.2. Основные модули системы
3.3. Законы расчета
3.4. Процедура решения задач в системе КАМЕРА
3.5. Решение задач проектировочного характера
3.6. Решение задач поверочного характера
ГЛАВА 4. Газодинамический анализ камер сгорания
различных типов
4.1. Кольцевая прямоточная
4.2. Камера сгорания модульного типа с радиальным
расположением жаровых труб
4.2.1. Общая характеристика
4.2.2. Особенности расчета
4.2.3. Анализ результатов расчета
4.3. Кольцевая противоточная
ГЛАВА 5. Основные результаты работы.
Перспективы дальнейшего развития системы
Заключение
Список литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Условные обозначения:
А - пропускная способность соплового аппарата турбины;
В - скоростной напор потока газа в жаровой трубе, Па;
О - наружный диаметр, м;
Е - разность между количеством тепла, подведенным к узлу, и совершенной работой (сетевой метод), Дж;
И - площадь, м2;
С,т - расход, расход воздуха, кг/с;
б - отношение расхода воздуха в кольцевом канале к расходу на входе в
камеру;
Ни - низшая теплотворность топлива, Дж/кг;
У- энтальпия, Дж/кг;
Ь - длина, м;
Ь0 - стехиометрический коэффициент, кг воздуха/кг топлива;
У-количество поясов отверстий;
- объемный расход, м3/с;
/? - газовая постоянная, Дж/кгК;
Яе - число Рейнольдса,
Т у* _ температура статическая и заторможенная, К; и, V? - скорость потока, м/с;
имо - скорость распространения пламени по молю в начальный момент времени, м/с;
и„б - скорость нормального распространения пламени, м/с; а - скоростной напор воздуха в диффузоре и кольцевых каналах, Па;
Ь - относительное статическое давление;
Cf- коэффициент потерь, обусловленных трением;
Ср - удельная теплоемкость, Дж/кгК;
сг - коэффициент потерь при обтекании загромождении;

ГЛАВА 2. Модульный метод моделирования камер сгорания.
2.1. Понятие “модуль ”.
По определению, приведенному в [48], модулем является отделяемая, относительно самостоятельная часть какой-либо системы или устройства. Другое определение дается в [37]: унифицированный узел (или часть сложной системы), оформленный конструктивно как самостоятельное изделие и выполняющий определенную функцию в различных технических устройствах.
Понятие “модуль” находит широкое применение в технике. В двигателе-строении оно используется для обозначения сборочной единицы (узла) двигателя, которая может заменяться в процессе эксплуатации без дополнительной подгонки и регулировки. Примером модульных конструкций, собираемых из отдельных блоков, могут служить многие электронные устройства (например, персональный компьютер).
Любое, сколь угодно сложное техническое устройство можно рассматривать как совокупность (систему) отдельных модулей, соединенных определенным образом.
Нами рассматриваются два подхода к формированию понятия “модуль”, применительно к задаче моделирования камер сгорания:
1. модули выделяются по общим признакам (например: отверстия, жаровая труба, фронтовое устройство) и содержат в себе всевозможные частные разновидности, т.е. математическая модель имеет разветвленную структуру с условиями выбора (модули первого типа).
2. модули выделяются не только по общим, но и по частным признакам (например: отверстие основное, отверстие секции послойного охлаждения; жаровая труба прямоточной кольцевой камеры сгорания, жаровая труба про-тивоточной кольцевой камеры и т.п.). В этом случае математическая модель