Цель работы - разработка и апробация методики моделирования процесса горения в факельных воспламенителях ГТД. Для ее достижения применяли метод конечных элементов. Основными результатами работы является обоснование необходимости оптимизации факельных воспламенителей газотурбинных двигателей. Практика эксплуатации факельных воспламенителей различных конструкций показала, что устойчивость их работы зависит от параметров ГТД и внешних факторов (температуры воздуха и топлива, размера капель топлива, расхода топлива и воздуха, а также его давления). При этом масштабирование геометрии конструкции воспламенителя не обеспечивает его удовлетворительную работы в составе ГТД с измененными параметрами. В связи с этим актуальной задачей является разработка модели горения в факельном воспламенителе с целью оптимизации его конструкции. Разработана расчетная модель факельного воспламенителя ГТД камеры сгорания серийного газотурбинного двигателя в программном комплексе для численного трехмерного термогазодинамического моделирования ANSYS FLUENT. Для сокращения времени расчета и размера конечно-элементной модели предложены рекомендации по адаптации геометрической модели воспламенителя для численного моделирования. Выбраны и обоснованы модели турбулентности потока и горения, а также начальные и граничные условия. Выполнена верификация результатов расчета, полученных численным моделированием, с данными натурных испытаний на специализированном стенде. Показано, что разработанная расчетная модель позволяет моделировать рабочий процесс в факельных воспламенителях камер сгорания ГТД исследованной конструкции с высокой степенью достоверности. Научная новизна работы заключается в обосновании выбора модели горения, модели турбулентности, а также начальных и граничных условий, обеспечивающих получение адекватных, натурному эксперименту на специальном испытательном стенде, результатов. Разработанная методика моделирования процесса горения в факельных воспламенителях ГТД может быть эффективно использована при оптимизации конструкции воспламенителей исходя из условий работы ГТД, а также устройств инициализации горения с целью расширения диапазона устойчивой работы камеры сгорания.

  Повний текст PDF - 1.002 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"