Исследование формирования температурных полей в камерах сгорания газотурбинных двигателей

Исследование формирования температурных полей в камерах сгорания ГТД

Инженерный журнал: наука и инновации

# 1·2018 11

расходов, обеспечивающее минимальную температурную неравно-

мерность на выходе. В исследованном варианте конструкции жаро-

вой трубы это соотношение находится в диапазоне значений

= 0,5…0,7. Полученные результаты исследований показывают,

что для каждой конструкции КС можно найти оптимальное соотно-

шение расходов первичного

и вторичного

воздуха, при кото-

ром обеспечивается минимальная неравномерность температурного

поля на выходе.

Заключение.

На основании рассмотрения уравнений турбулент-

ной диффузии в потоке и механизма взаимодействия поперечных

струй воздуха с газовом потоком получены аналитические соотно-

шения для расчета процесса смешения вторичного воздуха с газовым

потоком в условиях жаровой трубы КС ГТД. Установлена связь про-

цесса смешения с формированием температурных полей, предложе-

ны аналитические зависимости для определения температурной не-

равномерности. Полученные результаты расчета по аналитической

зависимости согласуются с результатами 3D-расчетов, выполненных

в программе Fluent, а также с экспериментальными исследованиями

[10]. Некоторое отличие расчетных данных можно объяснить тем,

что они рассчитаны для определенного соотношения скоростей, то-

гда как расчеты по 3D-модели проведены для широкого диапазона

отношений скоростей потока газа и охлаждающего воздуха.

Таким образом, найденные полуэмпирические зависимости яв-

ляются основой для получения гибридных моделей, сочетающих

аналитические зависимости с данными результатов трехмерного

компьютерного моделирования. Полученные аналитические зависи-

мости позволяют за относительно короткий промежуток времени

прогнозировать неравномерность температурных полей на выходе из

КС, которые во многом определяют надежность турбин ГТД.

ЛИТЕРАТУРА



Абрашкин В.Ю., Юдин П.Е. Поля температур и гидравлические потери

в камерах сгорания малоразмерных газотурбинных двигателей.

Вестник

Самарского государственного аэрокосмического университета им. акаде-

мика С.П. Королёва (национального исследовательского университета)

2007, № 2, с. 9–14.



Ланский А.М., Лукачёв С.В., Матвеев С.Г. Особенности формирования по-

лей температуры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных га-

зотурбинных двигателей.

Вестник Самарского государственного аэрокос-

мического университета им. академика С.П. Королёва (национального

исследовательского университета)

, 2010, № 1 (21), с. 155–160.



Лукачёв С.В., Абрашкин В.Ю., Ланский А.М., Матвеев С.Г. Корреляционно-

регрессионная модель для оценки окружной неравномерности поля темпера-

туры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД.

Вестник Са-

марского государственного аэрокосмического университета им. ака-