Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.56304/S0040363624010016
Ключевые слова: combustion chamber, panoramic methods, combustion, gas turbine unit, low-emission combustion chambers, optical diagnostics of combustion processes, aircraft propulsion systems, камера сгорания, панорамные методы, горение, газотурбинная установка, малоэмиссионные камеры сгорания, оптическая диагностика процессов горения, авиационные двигательные установки
Аннотация: Приведен краткий обзор конструкций малоэмиссионных камер сгорания газотурбинного типа на примере авиационных двигательных установок. Наиболее перспективная технология, способствующая снижению выбросов вредных веществ, – это сжигание обедненной предварительно перемешанной топливовоздушной смеси, однако ее применение ограничено нестаПоказать полностьюционарными явлениями, оказывающими существенное влияние на стабилизацию пламени и приводящими к возникновению термоакустического резонанса. В настоящее время для двигателей большой мощности данная технология реализована только двумя компаниями – General Electric и Rolls-Royce. Работы по созданию двигателя большой тяги в России ведутся в АО “ОДК-Авиадвигатель” в рамках программы ПД-35. Задачи разработки малоэмиссионных камер сгорания для газоперекачивающих агрегатов успешно решаются в АО “ОДК-Авиадвигатель” совместно с ЦИАМ им. П.И. Баранова (ГТУ-16П). Одним из ключевых направлений развития энергетики является также разработка газовых турбин большой мощности классов ГТЭ-65, ГТЭ-170 (ПАО “Силовые машины”), ГТД-110М (ОДК “Сатурн”), и здесь необходимо решать те же проблемы, что и для газотурбинных двигателей. Наиболее актуальными проблемами являются прогнозирование возникновения термоакустических автоколебаний газа в камерах сгорания и управление ими с помощью обратной связи как в номинальных режимах, так и в режимах малой мощности. Представлен обзор технологий с использованием малоэмиссионных камер сгорания, рассмотрено современное состояние экспериментальных исследований структуры течения и процессов переноса в модельных камерах сгорания. Приведены примеры передовых экспериментальных стендов, моделирующих течение и горение в камерах сгорания газотурбинного типа, указаны необходимые режимные параметры и используемые технические решения, позволяющие эффективно проводить измерения современными методами оптической диагностики. —A brief overview of the designs of low-emission gas turbine-type combustion chambers is given using the example of aircraft propulsion systems. The most promising technology that helps reduce emissions of harmful substances is the combustion of a lean premixed fuel-air mixture, but its use is limited by nonstationary phenomena that have a significant impact on flame stabilization and lead to the occurrence of thermoacoustic resonance. Currently, this technology is implemented for high-power engines by only two companies: General Electric and Rolls-Royce. Work on creating a high-thrust engine in Russia is being carried out at AO UEC-Aviadvigatel within the framework of the PD-35 program. The problems of developing low-emission combustion chambers for gas pumping units are successfully solved at AO UEC-Aviadvigatel together with the Baranov Central Institute of Aviation Motor Development (GTU-16P). One of the key areas of energy development is also the development of high-power gas turbines of the classes GTE-65, GTE-170 (PAO Power Machines), GTD-110M (ODK Saturn), and here it is necessary to solve the same problems as for gas turbine engines. The most pressing problems are predicting the occurrence of thermoacoustic self-oscillations of gas in combustion chambers and controlling them using feedback both in nominal modes and in low-power modes. A review of technologies using low-emission combustion chambers is presented, and the current state of experimental studies of the flow structure and transfer processes in model combustion chambers is considered. Examples of advanced experimental stands that simulate flow and combustion in gas turbine-type combustion chambers are given and the necessary operating parameters and the technical solutions used are indicated that allow efficient measurements using modern optical diagnostic methods.
Журнал: Теплоэнергетика
Выпуск журнала: № 1
Номера страниц: 50-72
ISSN журнала: 00403636
Место издания: Москва
Издатель: Национальный исследовательский университет "МЭИ", Российская академия наук