Экспериментально-аналитическое исследование возникновения выплеска топлива через воздухозаборный патрубок эмульсионного распылителя
Авторы: Ниазбаев К.Т., Ивченкова И.А., Кудрявцев В.А., Кудрявцев А.В.
Опубликовано в выпуске: #7(127)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-7-2194
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Представлено исследование инжектора с газодинамическим распылом топлива (далее — горючего). Широкое применение этого эмульсионного распылителя ограничено из-за недостаточной изученности рабочих процессов, протекающих внутри канала инжектора и на выходе из него при критических значениях давлений и температур воздуха. Приведен анализ экспериментальных данных, полученных при исследовании выплеска горючего из воздухозаборного патрубка эмульсионного распылителя при различных значениях набегающего потока воздуха и геометрических параметров выходных отверстий распылителя. Дана оценка выплеска с точки зрения газодинамики воздушных потоков внутри распылителя. Разработана модель, описывающая условия возникновения выплеска горючего с точки зрения кинематики движения капель, предложено физическое обоснование предпочтительности ее использования. Показан аналитическим методом полученный характеристический комплекс, связывающий явление выплеска горючего с режимами работы и геометрическими параметрами топливно-распределительного устройства. По результатам аналитических расчетов проведено обобщение имеющихся экспериментальных данных, показана графическая зависимость, отображающая границу появления выплеска горючего из воздухозаборного патрубка эмульсионного распылителя. Рекомендованы способы предотвращения появления выплеска.
Литература
[1] Клячко Л.А. Рабочий процесс в камерах сгорания ПВРД. Труды ЦИАМ № 1307. Москва, ЦИАМ, 2002, с. 4–5.
[2] Горбатко А.А., Кудрявцев А.В. Стабилизация пламени и выгорание топлива в турбулентном потоке. Научный вклад в создание авиационных двигателей. В двух книгах. Книга 2. В.А. Скибин, В.И. Солонин, ред. Москва, Машиностроение, 2000, с. 351–356.
[3] Горбатко А.А., Кудрявцев А.В. Обеспечение комплекса основных характеристик форсажно-прямоточных камер сгорания. Научный вклад в создание авиационных двигателей. В двух книгах. Книга 2. В.А. Скибин, В.И. Солонин, ред. Москва, Машиностроение, 2000, с. 360–363.
[4] Артемьев Е.В., Востоков В.Ю., Клячко Л.А. Экспериментальное исследование процесса горения в модели камеры сгорания ПВРД с эмульсионно-карбюраторной системой смесеобразования. В сб.: Рабочий процесс в камерах сгорания ПВРД. Труды ЦИАМ № 1307. Москва, ЦИАМ, 2002, с. 77–95.
[5] Кудрявцев А.В., Кунцев Г.М. Устойчивость процесса горения в камере сгорания с раздельной подачей топлива. В сб.: Рабочий процесс в камерах сгорания ПВРД. Труды ЦИАМ № 1307. Москва, ЦИАМ, 2002, с. 6–27.
[6] Трушин Ю.М. Исследование горения в потоке при высоких начальных температурах. III Всесоюзн. совещание по теории горения. Москва, ИХФ АН СССР, 1960, с. 79.
[7] Birmaher S., Zeller P.W., Wirfalt P., Neumeier Y., Zinn B.T. Fuel Injection Scheme for a Compact Afterburner Without Flameholders. ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 2008, vol. 130, pp. 450.
[8] Кудрявцев А.В., Горбатко А.А. Экспериментальное исследование выгорания топлива при его самовоспламенении в высокотемпературном потоке газа. Теплофизика высоких температур, 2012, т. 50, № 5, с. 1–3.
[9] Ниазбаев К.Т., Ивченкова И.А., Кудрявцев В.А., Кудрявцев А.В. Методика экспериментального исследования устройства подготовки двухфазной среды. Инженерный журнал: наука и инновации, 2022, вып. 1. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2022-1-2145
[10] Дитякин Ю.Ф., Клячко Л.А., Новиков Б.В., Ягодкин В.И. Распыливание жидкостей. Москва, Машиностроение, 1977, 208 с.
[11] Христич В.А., Савченко В.И., Сергиенко Ю.М. Кузьменко В.И. и др. Отчет по научно-исследовательской работе «Экспериментальное исследование гидрогазодинамики топливных коллекторов и структуры следа за стабилизаторным блоком». Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции, 1990. 52 с.