Разработка обобщенной интегральной характеристики камеры сгорания ГТД

• Автор: Крашенинников, Сергей Всеволодович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
Основные условные обозначения
Введение
1. Обзор литературы по теме. Постановка задач исследования
1.1. Роль камеры сгорания в совместной работе узлов ГТД
1.2. Использование обобщенных интегральных
характеристик в авиадвигателестроении
1.3. Использование графоаналитических методов
исследования процессов горения
1.4. Использование критериев подобия для
моделирования процессов горения в камере сгорания
1.5. Постановка задач исследования
2. Теоретические основы обобщенной интегральной характеристики камеры сгорания ГТД
2.1. Структура изучаемого объекта...лі-л.*,:
2.2. Характеристики камеры сгорания*?
2.3. Понятие обобщенной интегральной характеристики
камеры сгорания ГТД
2.4. Критериальное рассмотрение задачи обобщенной
интегральной характеристики камеры сгорания ГТД
2.5. Особенности экспериментально-расчетного
определения параметров обобщенной интегральной характеристики камеры сгорания
3. Экспериментальные стенды и объекты исследования
3.1. Экспериментальная установка по исследованию
модели камеры сгорания
3.2. Экспериментальный стенд по исследованию
натурных камер сгорания
3.3. Стенд по определению характеристик ГТД ДГ-4М
3.4. Объекты исследования
3.5. Оценка точности измерения параметров
4. Обобщенная интегральная характеристика камеры
сгорания в модельных условиях
4.1. Частные характеристики модели камеры сгорания
4.2. Обобщенная интегральная характеристика
модели камеры сгорания

5. Обобщенные интегральные характеристики камер сгорания натурных объектов
5.1. Обобщенная интегральная характеристика камеры сгорания малоразмерного ГТД в стендовых условиях
5.2. Обобщенная интегральная характеристика
камеры сгорания в составе двигателя ДГ-4М
6. Рекомендации по использованию результатов работы
Основные результаты и выводы
Список литературы
Основные условные обозначения

а - коэффициент температуропроводности,
м2/с;
С - концентрация, кг/м3;
ср - изобарная теплоемкость, Дж/(кг'К);
£) - коэффициент диффузии, м2/с; с1 - характерный размер, м;
Е - энергия активации, Дж/моль;
Е1 - индекс эмиссии, г/кг. топл;
й - расход массовый, кг/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
Н,, - низшая теплотворная способность топлива, Дж/кг;
(- энтальпия, Дж/кг;
АК - коэффт(иент запаса;
К0 - константа скорости химической реакции;
Ь0 - стехиометрический коэффициент;
I-удельная работа, Дж/кг;
М - число Маха;
п - порядок химической реакции;
частота оборотов двигателя, мин';
Р - давление, Па;
(2 - теплота реакции, Дж/(м3-с); д - удельная теплота, Дж/кг;
в - воздух;
вд - высокое давление; г - сечение “Г”, газ, горение; к - сечение “К”, компрессор; кр - критический; нд - низкое давление;
д(Л) - газодинамическая функция расхода; дт - относительный расход топлива, кг/кг;
Я - газовая постоянная, Дж/(кг-К);
5 - площадь, м2;
Т - температура, К;
I - время, с; и - скорость, м/с;
х - относительная концентрация, кг/кг;
V - характерный объем, м3;
(Г - скорость химической реакции, кг/м3 с.
а - коэффициент избытка воздуха;
?]Т- коэффициент полноты сгорания топлива;
X - коэффициент теплопроводности, Дж/(м-К);
газодинамическая функция скорости; я' - степень повышения давления в компрессоре; в- степень подогрева газа; вщг - неравномерность поля температур (окружная и радиальная); р - плотность, кг/м3;
акс - коэффициент восстановления полного давления;
Т- время, с.
Индексы
п - пребывание;
пр - приведенный, предельный; ср - срыв, средний; ст - стенка; т - турбина;
* - заторможенный параметр.
2.2. Характеристики камеры сгорания

Из сказанного в предыдущем разделе следует, что процесс проектирования и доводки камеры должен включать в себя кроме способов решения специфических задач данного узла (организация зоны горения, стабилизация пламени, выравнивание поля температур на выходе и др.) некоторые приемы общие для всех узлов ГТД и связанные с их совместной работой.
Существует общепризнанная и достаточно глубоко проработанная теория совместной работы узлов в составе ГТД /27, 35, 50/. С одной стороны она является инструментом, применяемым при проектировании и доводке двигателя в целом, с другой стороны, на примере характеристики компрессора в ней демонстрируется тот эффект, который может дать системный подход к проектированию узла. Основным в этом подходе является чёткая связь частного (узла, компрессора) и Целого (двигателя). Именно этот принцип положен в основу при выборе параметров и формировании облика турбокомпрессора /52/ и двигателя как системы /27, 50/, а также при согласовании характеристик двигателя, выступающего уже в качестве узла, и летательного аппарата /58/.
Таким образом, для разработки методологии создания КС необходимо выйти из круга чисто камерных проблем и использовать опыт и подходы, накопленные в смежных областях двигателестроения.
Из того же раздела 2.1 видно, что основным элементом и математической модели, и процессов проектирования и доводки любого узла, в том числе и КС, является понятие характеристики. Назначение и принцип использования этого понятия можно сформулировать следующим образом:
1.Характеристика - паспорт изучаемого, создаваемого или эксплуатируемого объекта.
2.По своему содержанию характеристика представляет собой обобщенную математическую запись процессов, происходящих в объекте. Если запись полная и корректная, то она является математической моделью, ис-