РЕЗУЛЬТАТЫ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХЪЯРУСНОЙ ГОРЕЛКИ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГТУ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2024-134-5-486-494Ключевые слова:
камера сгорания ГТУ, двухъярусная горелка, численное моделирование, граничные условия, фронтовые устройства, выбросы NOх.Аннотация
В статье исследуется микрофакельное горение пропана (C3H8) в двухъярусной горелке и концентрации вредных выбросов в атмосферу после камеры сгорания, также здесь представлены результаты численного эксперимента на программном комплексе Ansys fluent данной горелки газотурбинной установки. Известные модели и программы расчетов выбросов NOх из камер сгорания ГТУ, существенно разнятся по сложности, применимости и строгости. Нами были использованы средства и функций пакета программ моделирования ANSYS Fluent, базирующегося на решении задач методом конечных элементов для определения оптимальной конструкций углы лопаток наружного и внутреннего ярусов изменялись под градусом 30⁰, 45⁰, 60⁰. При постановке задачи приняты ряд допущении. Принятые допущения не накладывают принципиальных ограничений на общность постановки задачи и отражают достаточно реальные режимы работы двухъярусной горелки камеры сгорания ГТУ. Также были рассчитаны контуры полей скоростей, температуры и концентрации NOх. Результаты моделирования эмиссии оксидов азота показали, что они адекватны с экспериментальными данными. Полученные результаты показывают, что наружный ярус имеет более широкую высокотемпературную зону по сравнению с внутренним, что объясняется разными расходами топлива в ярусах. Низкие выбросы оксидов азота достигаются за счет применения принципа микрофакельного сжигания в ярусах и за счет предварительного смешивания топлива с воздухом в горелочном устройстве. В наружном ярусе горелки процесс горения заканчивается раньше.
Библиографические ссылки
[1] Монджийа Х. К., Ренольдс Р. К., Шринивасан Р. //Многомерное моделирование горения в газотурбинном двигателе. Применение и ограничения/Аэрокосмическая техника.- 1987, № 3.- 31-47 c.
[2] Исмайлов Э. Я., Папута A. M., Черновский С. М. Равновесно-кинетический метод расчета содержания оксида азота в продуктах сгорания. Оксиды азота в продуктах сгорания и их преобразование в атмосфере: Сб. науч. тр. - Киев: Наук, думка 1987.- 46-51с.
[3] Чигир Н. А. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени: Пер. с англ. - М.: Машиностроение, 1981.
[4] Тачтон Г. Л., Полуэмпирический метод расчета содержания NО в продуктах сгорания при наличии впрыска пара//Энергетические машины и установки.- 1984, 106, №4
[5] Саллеван Е. Простое уравнение для расчета выбросов из камер сгорания газотурбинных двигателей, учитывающие загрязнение воздуха//Энергетические машины и установки.- 1977, 97, № 2, 1-8 с.
[6] Захаров В. М. Метод расчета эмиссионных характеристик по результатам испытаний камер сгорания. - Новое в зарубежном авиадвигателестроении, 1978, № 1.
[7] Хейвуд Д. Б. Моделирование для расчета выделений окиси азота из камер сгорания газовых турбин // ВЦП, N Ц – 9ЭЭ41. – 33 с.
[8] Лебедев Б. П. О влияния смешения на процесс горения топлива в первичной зоне камеры сгорания ГТД//Труды ЦИАМ, 1982, № 1010
[9] Ansys Fluent 12.0 Theory Guide:”ANSYS”, 2009 http://ansys.com
[10] Bikram R. et al., Effects of free stream flow turbulence on blow off characteristics of bluff-body stabilized premixed flames, Combustion and Flame, 190 (2018), 1, pp. 302-316.
[11] Umyshev D. R., Dostiyarov A. M., Tumanov M. Y., Wang Q. Experimental investigation of v-gutter flame holders. Thermal Science, 21 (2), 2017(a), pp. 1011-1019
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2024 Абай Достияров, Жанат Ожикенова, Жанар Айдымбаева
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
