Разработка физико-математической модели рабочего процесса низкоперепадной пневмоструйной форсунки

• Автор: Абере Гобезе Гетахун
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. РАСПЫЛ ТОПЛИВА В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ ГТД
1.1 Требования, предъявляемые к распиливающим устройствам
1.2 Способы распыливания жидкостей. Конструктивные схемы пневматических форсунок и принципы их Работы
1.3 Теоретические и экспериментальные исследования распыла
форсунками
Выводы по главе
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ НИЗКОПЕРЕПАДНОЙ ПНЕВМО - СТРУЙНОЙ ФОРСУНКИ
2.1 Конструктивные особенности перспективной низкоперепадной пневмоструйной форсунки
2.2 Методика расчета основных режимных и геометрических параметров

2.3 Критерии оценки характеристик распыла и геометрического подобия
элементов проточной части
Выводы по главе
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКЕЛА РАСПЫЛА НИЗКОПЕРЕПАДНОЙ ПНЕВМОСТРУЙНОЙ ФОРСУНКИ
3.1 Методика исследования расходных характеристик
3.2 Методика исследования корневого угла факела распыла
3.3 Методика исследования неравномерности распределения топлива по сечению факела распыла
3.4 Методика исследования мелкости распыла
3.5 Комплексная установка по исследованию характеристик факела
распыла

3.6 Планирование многофакторного эксперимента и методика аппроксимации эмпирических данных
3.7 Исследование расходных и энергетических характеристик низкоперепадной пневмоструйной форсунки
3.8 Исследование корневого угла факела распыла
3.9 Исследования неравномерности распределения топлива по сечению факела распыла
3.10 Исследование мелкости факела распыла топлива
Выводы по главе
ГЛАВА 4. ПОЛУЭМПИРИЧЕСКАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА НИЗКОПЕРЕПАДНОЙ ПНЕВМОСТРУЙНОЙ
ФОРСУНКИ
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
G - расход, кг/с;
Р - давление, Па; р - плотность, кг/м3;
V- объем, м3; т - масса, кг; t- время, с;
и, u, w - скорость, м/с;
VT — кинематическая вязкость топлива, м2/с; v в — кинематическая вязкость воздуха, м2/с;
Re - число Рейнольдса;
Lp - число Лапласа;
We - Число Вебера;
Ей - число Эйлера; ст -поверхностное натяжение, Н/м;
S - площадь, м2;
р. - коэффициент расхода;
а, у - углы, град;
Е, - коэффициент неравномерности распределения топлива по сечению факела; Ян - индивидуальная газовая постоянная, Дж/(кг.К);
7г - параметр, характеризующий перепад давления;
Т- абсолютная температура, К;
X - длина волны излучения, м.
AAFR - отношение расхода воздуха к расходу топлива; а - отношение расхода воздуха к расходу топлива;
КС - камера сгорания;
ГТД - газотурбинный двигатель;
DCM— диаметр смешения топливовоздушной смеси, м;
где К > 10%. Неравномерность распределения жидкости в факеле появляется также при эксцентриситете между соплом и камерой закручивания или различных по величине плеча закручивания и площади сечения отдельных входных каналов. С нарушением симметрии течения жидкости в форсунке происходит одностороннее утолщение пленки в сопле, связанное со смещением оси газового вихря относительно оси сопла. Очевидно, что при постоянной осевой составляющей скорости течения расход жидкости через различные зоны живого сечения потока в сопле пропорционален площади этих зон (рис. 1.20).
Если разделить сопло на 12 секторов (по числу секторов в сборнике), то в принятых допущениях коэффициент неравномерности распределения жидкости в факеле будет равен разности между максимальной и минимальной площадью живого сечения потока жидкости в секторах сопла, деленной на среднее значение этой площади. Площадь живого сечения потока в секторе равна:
Длина камеры закручивания заметно влияет на величину коэффициента неравномерности распределения для форсунок независимо от различий биения сопла. Чем длиннее камера, тем меньше эксцентриситет сопла влияет на равномерность распределения жидкости в факеле распыливания [14].
(1.11)
Рис. 1.20. Расчетная схема смещения газового вихря в сопле форсунки [14]