Разработка физико-математической модели рабочего процесса низкоперепадной пневмоструйной форсунки
Диссертация
Получена система критериальных уравнений, позволяющая по заданным исходным параметрам построить полуэмпирическую методику расчета геометрии форсунки, обеспечивающей требуемые характеристики качества распыла по мелкости, корневому углу распыла и равномерности распределения топлива в рекомендуемых диапазонах изменения. При решении поставленных задач использованы: теоретические методы термодинамики… Читать ещё >
Содержание
- СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
- ГЛАВА 1. РАСПЫЛ ТОПЛИВА В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ ГТД
- 1. 1. Требования, предъявляемые к распыливающим устройствам
- 1. 2. Способы распыливаиия 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
Список литературы
- Лефевр, А. Процессы в камерах сгорания ГТД Текст. / А. Лефевр. -Мир, 1986.-566 с.
- Lefebvre, А. Н. Gas Turbine Combustion Text. / A. H. Lefebvre. Second Edition. Printed by Edwards Brothers, Ann, Arbor, MI, 1998. — 396 c.
- Мингазов, Б. Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчет Текст. / Б. Г Мингазов, — из-во Казан, гос. техн. ун-т, 2006. 220 с.
- Раушенбах, Б. В. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей Текст. / Б. В. Раушенбах и др. — М.: Машиностроение, 1964. 526 с.
- Пчелкин, Ю. М. Камеры сгорания газотурбинных двигателей Текст. / Ю. М. Пчелкин. М.: Машиностроение, 1984. — 280с.
- Прудников, А. Г. Процессы смесеобразования и горения в воздушно-реактивных двигателях Текст. / А. Г. Прудников, М. С. Волынский, В. И. Сагалович. М.: Машиностроение, 1971. — 356 с.
- Ильяшенко, С. М. Теория и расчет прямоточных камер сгорания Текст. / С. М. Ильяшенко, А. В. Талантов. М.: Машиностроение, 1964. -299 с.
- Кулагин, В. В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок Текст. / В. В. Кулагин. М.: Машиностроение, 2002. — 616 с.
- Sornek, R.J. Effect of turbulence on vaporizing, mixing and combustion of liquid fuel-sprays Text. / RJ. Sornek, R. Dobashi, T. Hirano // Combust. Flame. 2000 v. 120. — № 4. — P.479 — 491.
- Акимов, В. М. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей Текст. / В. М. Акимов, В. И. Бакулев, Р. И. Курзинер и др. М.: Машиностроение, 1987. — 568с.
- Дитякин, Ю. Ф. Распыливание жидкостей Текст. / Ю. Ф. Дитякин и др. — М.: Машиностроение, 1977. — 208 с.
- Lefebvre, H. Gas’Turbine Combustion Text. / H. Lefebvre. Formerly of Purdue University, 1998. — 209 p.
- Володин, В. А. Конструкция и проектирование ракетных двигателей Текст. / В. А. Володин. М.: Машиностроение, 1971. — 336 с.
- Кулагин, В. В. Теория, расчет и проектирования авиационных двигателей Текст. / В. В. Кулагин, С. К. Бочакарев, И. М. Горюнов и др. М.: Машиностроение, 2005. — 464 с.
- Бакулев, В. И. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. Текст. / В. И. Вакулев, В. А. Сосунов, В. М. Челкано и др. М.: издательство МАИ, 2003. — 688 с.
- Сударев, А. В. Перспективы создания для стационарной энергетики экологичных керамических газотурбинных двигателей Текст. / А. В. Сударев // Известия российской академии наук. Энергетика. 1992. — № 1. — С. 49 — 58.
- Ведешкин, Г. К. Доводка низкоэмиссионных камер сгорания стационарных газотурбинных установок Текст. / Г. К. Ведешкин // Конверсия в машиностроении. 2005. № 4, 5. — С. 145 — 147.
- Киыш, Ю. А. Автоколебания в закрученных струях Текст. / Ю. А. Кныш. Самара: изд-во Самарского научного центра РАН, 2006. — 248 с.
- Лукачев, С. В. О влиянии качества распыливания топлива на выброс бензаперена с отработанными газами авиационных ГТД Текст. / С. В. Лукачев, С. Г. Матвеев // Изв. вузов. Авиационная техника. Казань: изд-во КГТУ, 1991. -ЖЗ.-С. 74−76.
- Пажи, Д. Г. Распыливапие жидкостей Текст. / Д. Г. Пажи, В. С. Галустов. М.: Химия, 1979. — 216 с.
- Пажи, Д. Г. Основы техники распыливания жидкостей Текст. / Д. Г. Пажи, В. С. Галустов М.: Химия, 1984. — 256 с.
- Пиралишвили, Ш. А. Исследование дисперсности и степени испаренности вихревым пробоотборником Текст. / Ш. А. Пиралишвили, В. П. Муляров // ИзВУЗ «Авиационная техника», № 2. -1988. — С.59 — 63.
- Бородин, В. А. Распыливание жидкостей Текст. / В. А. Бородин, Ю. Ф. Дитякин, Л. А. Клячко, В. И. Ягодкин. М.: Машиностроение, 1967. -260 с.
- O’Shaugnessy P. J. Injector geometry effect in plain jet airblast atomization / P. J. O’Shaugnessy, R. J. Bideau, Quingping Zheng // ASME, 9 867 445, 1998.
- Голор, A. JL Динамика капли Текст. / А. Л. Голор, В. Я. Ривкинд // Итоги науки и техники, серия МЖГ. Т 17 / М.: ВИНИТИ, 1982. С. 86 — 159.
- Базаров, В. Г. Динамика жидкостных форсунок Текст. / В. Г. Базаров. М.: Машиностроение, 1979. — 136 с.
- Гельфанд, Б. Е. Деформации струй и капель жидкости в сносящем газовом потоке Текст. / Б. Е Гельфанд и др. // Изв. АН ССР, серия МЖГ. -1971. -№ 3.- С. 82−87.
- David, Т. Harrje. Liquid propellant rocket combustion instability Text. / T. Harrje David, H. Reardom Frewderick // National aeronautics and space administration Washington 1972.
- McDonell, V.G. Measurement of fuel mixing and transportation process in gusturbine combustion Text. / V.G. McDonell, G.S. Samuelsen // Measurement Sci.Technol. v. 11. — № 7. — P.870 — 886.
- Головков, JI. Г. Распределение капель по размерам при распыливании жидкостей центробежными форсунками Текст. / Л. Г. Головков // ИФЖ. -1964.-Т. VII № 11.-С. 55−61.
- Kleinstreuer, С. Two-phase flow: Theory and applications Text. / C. Kleinstreuer. New York, 2003.
- Гельфанд, Б. E. Деформации струй и капель жидкости в сносящем газовом потоке Текст. / Б. Е. Гельфанд и др. // Изв. АН ССР, серия МЖГ. -1971. -№ 3. -С. 82−87.
- Кличко, JL А. К теории дробления капли потоком газа Текст. / Л. А. Кличко // ИФЖ. 1963. — Т 3. вып 3. — С. 554 — 557.
- Goulard, R. Combustion measurements in jet propulsion systems Text. / R.Goulard.- la.: Purdue Univ, 1976. P.76.
- Гриценко, Е. А. Процессы горения, теплообмена и ГТД Текст. / Е. А. Гриценко, Лавров В. И, Постаноков А. М, Цыбизов Ю. Н. // Основные направления совершенствования камер сгорания ГТД, Вестник. Самара: СГАУ, 1999.-№ 1.-С. 5−8.
- Васильев, А. Ю. Исследование распыла топлива и смесеобразования в головной части камеры сгорания двигателей типа «НК» Текст./ А. Ю. Васильев, А. А. Свиридеников, В. В. Тремьяников, В. И. Ягодкин // Вестник СГАУ, 2002. № 2 (2).
- Савр, А. Влияние размера капель на образование NOx в одномерных системах сжигания монодисперсных топливных смесей Текст./ А. Савр, Низами, Чернянски // Труды Американского общества инженеров — механиков: Сер. А 1983. — № 4. — С. 75 — 81.
- Vaidyanathan, Sankaran. Turbulence-chemistry interactions in spray combustion Text. / Vaidyanathan Sankaran, Suresh Menon // Proceedings of ASME TURBO EXPO 2002, June 3 6, 2002, Amsterdam, The Netherlands. — P.8. GT-2002−30 091.
- Тухбатуллин, Ф. Г. Малотоксичные горелочные устройства газотурбинных установок Текст. / Ф. Г. Тухбатуллин, Р. С. Кашанов. ОАО изд. «НЕДРА», 1997. — 155 с.
- Васильев, А. Ю. Проектирование и экспериментальное исследование форсуночных модулей Текст. / А. Ю. Васильев, А. И. Майорова, В. И. Ягодкин // Вестник Самарского Государственного аэрокосмического универстета. -2006. -Вып. 2.-С. 131 135.
- Касилов, В. Ф. Справочное пособие по гидрогазодинамике для теплоэнергетиков Текст. / В. Ф. Касилов. М.: Издательство МЭИ, 2000. -272 с.
- Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям Текст. / И. Е. Идельчик-М.Машиностроение, 1975 138 с.
- Пиралишвили, Ш. А. Исследование смесеобразования в вихревом воспламенителе Текст. / Ш. А. Пиралишвили, О. В. Казанцева // Известия Академии наук. Энергетика. № 5. — 2002. — С. 162 — 166.
- Пиралишвили, Ш. А. Двухфазный реактор технологического горения на базе вихревых термотрансформаторов Ранка Текст. / Ш. А. Пиралишвили // Первый Всесоюзн. симпозиум по микроскопической' кинетике и химической гидродинамике, Алма-Ата, т.2, 1984. С. 93 — 95.
- Бородин, В. А. Дитякин Ю.Ф. и др. Распыливание жидкости Текст. / В.А. Бородин-М.Машиностроение, 1971 -264с.
- Кремлевский, П. П. Расходомеры и счетчики количества Текст. / П. П. Кремлевский. Ленинград: Машиностроение, 1975. — 776 с.
- Абрамович. Г. Н. Прикладная газодинамика Текст. / Г. Н. Абрамович. М.: Наука, 1976. — 888 с.
- Дейч, М.Е. Техническая газодинамика Текст. / М. Е. Дейч. изд.2-е, перераб. Госэнгергоизд, 1981.- 669 с.
- Адлер, Ю. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Текст. / Ю. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. М.: Наука, 1971.-286 с.
- Буркальцев, В. А. Расчет жидкостных форсунок жидкостных ракетных двигателей Текст. / В. А. Буркальцев, С. А. Орлин, В. А. Щербаков. -М.: изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. 31 с.
- Прудников, А. Г. Процессы смесеобразования и горения в воздушно-реактивных двигателях Текст. / А. Г. Прудников, М. С. Волынский, В. И. Сагалович — М.: Машиностроение, Москва, 1971. — 356 с.
- Преображенский, В. А. Теплотехнические измерения и приборы Текст. / В. А. Преображенский. М.: Энергия, 1978. — 704 с.
- Васильев, Ю. Н. Теория двухфазного газожидкостного эжектора с цилиндрической камерой смешения Текст. / Ю. Н. Васильев // Лопаточные машины и струйные аппараты. 1971. -№ 5. — С. 175- 198.
- Пажи, Д. Г. Распыливающие устройства в химической промышленности Текст. / Д. Г. Пажи. М.: Химия, 1975. — 199 с.
- Weiss, С. The liquid deposition fraction of sprays impinging vertical walls and flowing films / C. Weiss // International Journal of Multiphase Flow, 2005, vol. 31, pp.115−140.
- Taylor, G. The boundary layer in the converging nozzle of a swirl atomizer Text. / G. Taylor. «Quart. Journ. of Mech. Appl. Mathem», 1950, Vol. 3, P. 129- 139.
- Le Gual. P. Laser sheet Drop sizing of Dense sprays, «Optics and Laser technology» / P. Le Gual, N. Farrugia, D.A. Greenhalgh // 1999, 31, p. 75 83.
- Свердлов, Е. Д. Разработка камеры сгорания ГТУ на природном газе с уровнем эмисии NOx и СО < ррт Текст. / Е. Д. Свердлов, Г. К. Ведешкин,
- A. Н. Дубовицкий, Д. А. Усенко, Ф. Г Марков. ФГУП ЦИАМ им. П. И. Баранова, 2004. — 50с.
- Кутателадзе, С. С. Гидродинамика газожидкостных систем Текст. / С. С. Кутателадзе, М. А. Стыринович. М.: Энергия, 1976. — 296 с.
- Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗОВ Текст. / И. Н. Бронштейн, А. К. Селиндяев. М.: Наука, 1981.-720 с.
- Седов, JI. И. Методы подобия и размерности в механике Текст. / Л. И. Седов. -М.: Наука, 1977.-440 с.
- Пиралишвили, Ш. А. Методика исследования дисперсности и испарен-ности вихревым датчиком Текст. / Ш. А. Пиралишвили, В.П.
- Пиралишвили, Ш. А. Экспресс-метод диагностики распыла и степени испаренности (тезисы доклада) Текст. / Ш. А. Пиралишвили, Н. П. Лякина,
- B. В. Шувалов // Сб. трудов Всерос. науч.-техн. конф. «Теплофизика процессов горения и охрана окружающей среды». Москва. — 1999. — С. 51.
- Пиралишвили, Ш. А. Исследование дисперсности и степени испаренности вихревым пробоотборником Текст. / Ш. А. Пиралишвили // ИзВУЗ «Авиационная техника», № 2. 1988. — С. 59 — 63.
- Гухман, А. А. Введение в теорию подобия Текст. / А. А. Гухман. -М.: Высшая школа, 1973. 296 с.
- Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа, учебн. для вузов. Текст. / Л. Г. Лойцянский. 7-е изд., испр. — М.: Дрофа, 2003. — 840 с.
- Гухман, А. А. Применение теория подобия к исследованию процессов тепломассообмена Текст. / А. А. Гухман. — М.: Высшая школа, 1967. — 303 с.
- Чистяков, В. В. Методы подобия и размерности в литейной гидравлике Текст. / В. В. Чистяков. М.: Машиностроение, 1990. — 224 с.
- Талантов, А. В. Основы теории горения Текст. / А. В. Талантов. -Казань: изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1975. 252 с.
- Законы горения Текст.- под общ. Ред. Ю. В. Полежаева. М.: Энергомаш, 2006. — 352 с.
- Яновский, Л. С. Инженерные основы авиационной химмотологии Текст. / Л. С. Яновский, Н. Ф. Галимов, Т. Н. Шигабиев, Ю. Ф. Гортышов, В. А. Аляев. Казань: изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2005. — 714 с.
- CFX-TASK flow Theory Documentation Version 2.12.Canada.Ontario. Waterloo: AEA Technology Engineering Software Limited, 2002. N2L5Z4.
- Гухман, А. А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассобмена Текст. / А. А. Гухман. М.: Высшая школа, 1967. -303 с.
- Нащокин, В. В. Техническая термодинамика и теплопередача Текст. / В. В. .Нащокин. М.: Высшая школа, 1975. — 496 с.
- Дыржаков, Е. В. Техническая термодинамика Текст. / Е. В. Дыржаков, Н. П. Козлов, Н- К. Корнейчук и др. М.: Высшая школа, 1971. -471 с.
- Пиралишвили, Ш. А. Исследование характеристик пневматической форсунки Текст. / Ш. А. Пиралишвили, А. И. Гурьянов, Г. Г. Абере^ А. А. Добренко // Авиакосмическое приборостроение, № 12, 2008. — С.38— 45:
- Блох, А. Г. Средний диаметр капель при распыливании жидкого топлива центробежными форсунками Текст. / А. Г. Блох, Е. С. Кичкина // Теплоэнергетика. — 1995. № 9. — С. 65 — 69.
- Дятлов И. Н. Распыливание топлива в камерах сгорания газотурбинных двигателей Текст. / И. Н. Дятлов. Казань, 1980. — 79 с.
- Пергулев, Л. П. Дробление капель в трубопроводе Текст. / Л. П. Пергулев, В. П. Тронов // Инженерно-физический журнал. 1998. Т. 71. — № 3. -С. 468−472.
- Васильев А.Ю. Диагностика качества смесеобразования в факеле распыленного форсунками топлива оптическими методами Текст. / А. Ю. Васильев, А. А. Свиридеников, В. И. Ягодкин // Вестник СГАУ, Т2(13). Самара, 2007.-С. 52−61.
- Ректор ГОУ ВПО РГАТА имени1. П.