Исследование влияния температуры первичной зоны фронта пламени на эмиссионные характеристики КС ГТУ
- Authors: 1, 1, 1, 1
-
Affiliations:
- Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
- Issue: Vol 1 (2023)
- Pages: 451-451
- Section: Теплоэнергетика и теплотехника
- URL: https://journals.eco-vector.com/osnk-sr2023/article/view/430158
- ID: 430158
Cite item
Full Text
Abstract
Обоснование. Потребность в данной работе заключается в ужесточении законодательных норм по эмиссии вредных веществ газотурбинными двигателями (ГПД). Повышением экологичности существующих установок, работающих на метане, а также исследованием возможности замещения метана, экономичными и эффективными соображениями. Для чего необходимо совершенствовать методы проектирование и доводки узлов ГТД ЛА.
Цель — определить влияние температуры первичной зоны фронта пламени и полной температуры, эмиссионных характеристик и полноты сгорания.
Методы. С целью упрощения конструкции с сохранением подобия был проведен проектировочный расчет, в результате которого была получена модельная камера сгорания со сохранением таких характеристик, как объем жаровой трубы, приведенная скорость и приведенный расход воздуха, коэффициент избытка воздуха во фронте пламени. При исследовании влияния коэффициента избытка воздуха мы приводили варьирование расхода топлива при сохранении прочих входных данных.
Результаты. Полученные контуры фронта пламени показывают, что с увеличением коэффициента избытка воздуха увеличивается фронт пламени, что говорит о том, что при возрастании коэффициента избытка воздуха свыше некоторого значения значительно снижается полнота сгорания из-за того, что догорание происходит на большем расстояние от горелочного устройства, в выходной части. Это может привести к тому, что часть топлива не прореагирует, что сказывается на эффективности и экономичности двигателя. А также увеличение коэффициента избытка воздуха ведет к снижению полной температуры. В следствии снижения температуры снижаются выбросы NOx притом значения выбросов СО достигают минимума в оптимальном диапазоне коэффициента избытка воздуха, при его увеличении СО увеличивается из-за того, что при снижении температуры не происходит окисления СО до СО2, а при снижении СО увеличивается вследствие диссоциации СО2. Для того чтобы результаты данной работы можно было применять к другим двигателям, была добавлена новая характеристика — температура первичной зоны, она учитывает коэффициент избытка воздуха и температуру на входе в камеру сгорания. Приемлемые значения NOx достигаются до Тпз = 1800, оптимальные выбросы СО достигаются при изменении Тпз от 1650 до 1800, полнота сгорания принимает оптимальные значения при Тпз свыше 1650. Из чего можно сделать вывод о том, что диапазон оптимальных значений Тпз от 1650 до 1800.
Выводы. Наиболее рациональным является контролирование выбросов CO за счет изменения температуры первичной зоны, а выбросов NO с помощью распределения топлива по контурам.
Full Text
Обоснование. Потребность в данной работе заключается в ужесточении законодательных норм по эмиссии вредных веществ газотурбинными двигателями (ГПД). Повышением экологичности существующих установок, работающих на метане, а также исследованием возможности замещения метана, экономичными и эффективными соображениями. Для чего необходимо совершенствовать методы проектирование и доводки узлов ГТД ЛА.
Цель — определить влияние температуры первичной зоны фронта пламени и полной температуры, эмиссионных характеристик и полноты сгорания.
Методы. С целью упрощения конструкции с сохранением подобия был проведен проектировочный расчет, в результате которого была получена модельная камера сгорания со сохранением таких характеристик, как объем жаровой трубы, приведенная скорость и приведенный расход воздуха, коэффициент избытка воздуха во фронте пламени. При исследовании влияния коэффициента избытка воздуха мы приводили варьирование расхода топлива при сохранении прочих входных данных.
Результаты. Полученные контуры фронта пламени показывают, что с увеличением коэффициента избытка воздуха увеличивается фронт пламени, что говорит о том, что при возрастании коэффициента избытка воздуха свыше некоторого значения значительно снижается полнота сгорания из-за того, что догорание происходит на большем расстояние от горелочного устройства, в выходной части. Это может привести к тому, что часть топлива не прореагирует, что сказывается на эффективности и экономичности двигателя. А также увеличение коэффициента избытка воздуха ведет к снижению полной температуры. В следствии снижения температуры снижаются выбросы NOx притом значения выбросов СО достигают минимума в оптимальном диапазоне коэффициента избытка воздуха, при его увеличении СО увеличивается из-за того, что при снижении температуры не происходит окисления СО до СО2, а при снижении СО увеличивается вследствие диссоциации СО2. Для того чтобы результаты данной работы можно было применять к другим двигателям, была добавлена новая характеристика — температура первичной зоны, она учитывает коэффициент избытка воздуха и температуру на входе в камеру сгорания. Приемлемые значения NOx достигаются до Тпз = 1800, оптимальные выбросы СО достигаются при изменении Тпз от 1650 до 1800, полнота сгорания принимает оптимальные значения при Тпз свыше 1650. Из чего можно сделать вывод о том, что диапазон оптимальных значений Тпз от 1650 до 1800.
Выводы. Наиболее рациональным является контролирование выбросов CO за счет изменения температуры первичной зоны, а выбросов NO с помощью распределения топлива по контурам.
About the authors
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Author for correspondence.
Email: an.tsibutsinina@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-6664-6808
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Email: vanya99170@gmail.com
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Email: wonabojlocata930@gmail.com
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева
Email: zubrilin416@mail.ru
Supplementary files
