Закономерности образования оксидов азота и сажи при двухстадийной организации процесса в камере сгорания

• Автор: Альметов, Фарид Махмутович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ИНДЕКСОВ, СИМВОЛОВ И
СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
I.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ПРОБЛЕМАМ ОБРАЗОВАНИЯ Шх И ДИСПЕРСНОГО УГЛЕРОДА В КАМЕРАХ
СГОРАНИЯ АВИАЦИОННЫХ ГТД
1.1. Актуальность вопроса
1.2. Анализ условий образования оксидов азота в камерах
сгорания ГТД
1.3. Анализ условий образования сажи в камерах сгорания ГТД
1.4. Краткий обзор методов определения локальной.концентрации сажи
1.5. Выводы к главе
II ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ САЖЕ0БРА30ВАНИЯ И ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ГОРЕНИИ
2.1. Методические особенности проведения экспериментов
2.2. Устройство модельной установки для исследования сажеобразования в богатой зоне "Н-О-Т/'-камеры
2.2.1. Схемы организации рабочего процесса
2.2.2. Система подачи воздуха
2.2.3. Система подачи топлива
2.2.4. Система зажигания
2.2.5. Система кондиционирования проб
2.3. Устройство модельной установки для исследования
образования и разложения Ы0Х по схеме "И-О-І/'
2.3.1. Схема организации рабочего процесса
2.3.2. Система подачи вторичного воздуха
2.3.3. Система подготовки первичного воздуха

2.4. Выводы к главе
III МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Вспомогательные методики анализа концентрации частиц сажи
3.2. Методика мониторинга сажевых частиц
3.3. Методика анализа состава продуктов сгорания
3.3.1. Принцип работы блока N0X
3.3.2. Устройство и принцип работы блока СН
3.4. Оценка погрешности измерений
3.5. Выводы к главе
IV ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СНИЖЕНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В МОДЕЛЬНОЙ КАМЕРЕ СГОРАНИЯ ТИПА "R-Q-L"
4.1. Исследования влияния условий организации горения в стехиометрическом реакторе в камере сгорания "R-Q-L"-типа на выбросы NOx
4.2. Исследование эффективности снижения NOx в богатой области камеры сгорания "R-Q-L''-типа
4.3. Исследование эффективности снижения NOx с помощью зоны смешения
4.4. Обсуждение результатов и выводы к главе
V ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ САЖЕ0БРА30ВАНИЯ В ОБОГАЩЕННОЙ ЗОНЕ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ТИПА "R-Q-L"
5.1. Постановка задачи
5.2. Экспериментальные исследования и обсуждение результатов
5.3. Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ИНДЕКСОВ, СИМВОЛОВ И
СОКРАЩЕНИЙ Условные обозначения:
С - концентрация;
£> - коэффициент диффузии, диаметр;
Ит- число Дамкелера Е - энергия активации;
С - расход (воздуха, топлива);
1 - интенсивность светового потока;
/ -оптическая толщина сканируемого объема;
./V - скалярная диссипация; р - давление;
Р(г -функция плотности распределения вероятности; /-относительный объем стехиометрической'области; г - радиус;
- стехиометрический коэффициент;
Т - температура;
- скорость;
2 - восстановленная концентрация горючего. а - коэффициент избытка воздуха;
у - коэффициент перемежаемости; г/. - коэффициент полноты сгорания;
Л - длина волны;
лк - степень повышения давления в компрессоре;
V- оператор Гамильтона;
£, - концентрация пассивной примеси; р - плотность;
<т - коэффициент восстановления полного давления, сила поверхностного натяжения, среднее квадратичное отклонение; г - время пребывания

1) параметры цикла двигателя (давление в камере сгорания, температура подогрева воздуха, коэффициент а избытка воздуха);
2) свойства топлива и характеристики распиливающих устройств ;
3) конструктивные параметры камеры сгорания, влияющие на состав ТВС в первичной зоне.
На рис.1.4 показано схематическое изображение первичной зоны камеры сгорания. Очевидно, что сажа образуется в передней части первичной зоны. Согласно многим исследованиям /1,16,18,50,57,117/, коэффициент избытка воздуха имеет в этой области минимальные значения. Следовательно, сажа образуется в переобогащенных топливом областях первичной зоны. Далее автор приводит возможные пути по минимизации выбросов.
Достойным внимания является обеднение первичной зоны. Однако это может привести к нежелательным эффектам: ухудшению стабилизации горения, снижению надежности запуска, бедному срыву на больших высотах. Поэтому должен быть найден компромисс между снижением дымления двигателя и надежной его работой.
Перейдем к рассмотрению влияния режимных параметров работы двигателя. Исследуя многие работы, автор отмечает, что повышение давления в камере сгорания сильно увеличивает склонность камеры к образованию дисперсного углерода. Влияние давления, по его мнению, проявляется через кинетические процессы сажеобразования, через фактор задержки испарения топлива из-за увеличения предела закипания и, для механических форсунок, через изменение распределения топлива в первичной зоне камеры.
Увеличение начальной температуры подогрева воздуха Тй приводит, строго говоря, к неоднозначному влиянию на вы-