автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Формирование полей температуры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД

На правах рукописи

АБРАШКИН ВАЛЕРИЙ ЮРЬЕВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА НА ВЫХОДЕ ИЗ КАМЕР СГОРАНИЯ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ГТД

Специальность:

05.07.05 — Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара - 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева» на кафедре теплотехники и тепловых двигателей.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Лукачев C.B. Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор В.П. Данильченко кандидат технических наук, доцент А. Д. Росляков

Ведущая организация:

ОАО «Самарское конструкторское бюро машиностроения»

Защита диссертации состоится 2006 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.215.02 при ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева» по адресу: 443086, Самара, Московское шоссе,34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева»

Автореферат разослан 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор В-Н- Матвеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В процессе проектирования и доводки камер сгорания (КС) ГТД важное значение приобретает вопрос обеспечения заявленного уровня окружной и радиальной неравномерностей полей температуры газа

(ПГТ) при приемлемых значениях по полноте сгорания (Г)г) , потерях полного давления ( ак ), бедному срыву пламени и запуску. Степень совершенства температурного поля является критерием ресурса турбины и двигателя в целом. Кроме того, снижение окруженной неравномерности (^тах ) позволяет увеличить значение среднемассовой температуры газа перед турбиной и тем самым, повысить мощность и КПД газотурбинной установки.

' Еще ^ более усложняется эта проблема в КС МГТД, которая заключается в том, что не изучено влияние размеров и особенностей организации в них рабочего процесса на поля температур, а применение научно-технического задела по этому вопросу из области полноразмерных КС, как правило, приводит к отрицательному результату.

Поэтому исследование особенностей формирования полей температуры газа на выходе из реальных КС МГТД, а также разработка их математических моделей, представляет значительный научный и практический интерес.

Цель работы. В связи с этим целью исследования является повышение эффективности работы КС и МГТД в целом на основе экспериментальных исследований ПТГ в выходном сечении и выработки рекомендаций по их проектированию и доводке. Задачи исследования.

1. Изучить влияние размерности двигателей на характеристики поля температуры газа на выходе из камер сгорания МГТД;

2. Установить влияние конструктивных и режимных параметров КС МГТД на неравномерность выходного поля температуры газа (ПТГ).

3. Разработать модели расчета окружной, радиальной неравномерностей и коэффициента гидравлического сопротивления применительно к КС МГТД;

4. Внедрить в практику проектирования и доводки рекомендации по формированию выходного ПТГ в камерах сгорании МГТД.

Научная новизна.

- выполнен анализ влияния размерности двигателя на выходные характеристики КС, который позволил выявить некоторые особенности, характерные только для КС МГТД;

- установлена взаимосвязь между характером обтекания жаровой трубы и уровнем неравномерности выходного поля температуры газа;

- выполнены исследования по влиянию конструктивных и режимных параметров, величины остаточной закрутки потока воздуха на выходе из спрямляющего аппарата центробежного компрессора, неравномерности распределения топлива по форсункам на характеристики выходного ПТГ КС различных схемных решений;

- разработаны математические модели по оценке уровня окружной, радиальной неравномерности с учетом коэффициента гидравлического сопротивления, предложен алгоритм выбора на стадии проектирования проектных параметров КС МГТД, обеспечивающих получение заявленных выходных характеристик.

Практическая ценность работы. На основе проведенных исследований и полученных математических моделей разработаны рекомендации по обеспечению требуемых характеристик ПТГ на выходе из камер сгорания МГТД.

Практическое использование рекомендаций при доводке камер сгорания двигателей МД-120, МД-45, ВД-100 и проектировании КС изделий 83 и 123 подтвердило их эффективность.

Реализация работы. Результаты работы использованы в: - МКБ «Гранит» (г. Москва), ОКБ «Гидромеханика» (г. Уфа), «КОМБ» (г. Калуга); «СНТК им. Н.Д. Кузнецова» (г.Самара); 4

- Самарском государственном аэрокосмическом университете (СГАУ) в учебном процессе на кафедре «Теплотехника и тепловые двигатели».

Апробация работы. Результаты диссертационной работы обсуждались на Всесоюзной научно-технической конференции «Газотурбинные и комбинированные установки» (МВТУ им. Баумана, Москва, 1987, 1991, 1996 г.г.), на научно-технических советах организации МКБ «Гранит» (1988, 1989, 1991 г.г.), на Всесоюзном семинаре «Рабочий процесс в камерах сгорания ВРД» при кафедре 201 МАИ под руководством д.т.н., проф. Г.Н. Абрамовича (Москва, 1990 г.), на международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения в Поволжском регионе» (Самара, 1997г.), на IV Всероссийской научно-технической конференции «Процессы горения, теплообмена и экологии тепловых двигателей» (Самара, СГАУ, 1998, 2002 г.г.), на НТС кафедры «Теория двигателей летательных аппаратов» СГАУ (Самара, 2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства, выпущено 6 научно-технических отчетов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и списка литературы. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 70 рисунков и 8 таблиц. Список использованных источников содержит 150 работ.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована её цель, дано краткое описание полученных результатов, имеющих научное и прикладное значение.

В первом разделе выполнен анализ современного состояния вопроса и влияния размерности двигателя на характеристики выходного ПГТ, формируется цель и задачи исследования. Проведённые к настоящему времени экспериментальные и теоретические исследования по формированию выходного ПГТ на натурных полноразмерных КС и их моделях представляют большую науч-

ную ценность. Особо следует отметить работы Абрамовича, Иванова, Шандо-рова, Кефера и Бейнса, Безменова, Оншцика, Холдмена, Сринивасана, Поляковой, Рудакова, Лефевра и др. Они позволили:

выявить основные способы формирования ПТГ на выходе из камер сгорания;

определить рекомендуемые геометрические соотношения, определяющие качество смешения;

проанализировать точность и достоверность существующих моделей расчета характеристик выходного поля температуры газа для КС МГТД. Однако эти исследования не дают ответа на вопрос, почему КС малоразмерных ГТД имеют повышенные, по сравнению с ПКС, значения 0™" . Кроме

того, объём выполненных ранее исследований по данному вопросу для реальных КС МГТД настолько ограничен, что не позволяет с необходимой точностью и в короткие сроки выполнять их проектирование и доводку. Выполненный анализ закономерностей изменения основных конструктивных и режимных параметров ряда современных двигателей позволил выявить некоторые особенности, характерные только для камер сгорания МГТД и объяснить их влияние на характеристики выходного поля температур. Показано, что они определяются размерами, схемными решениями и целевым назначением летательного аппарата. Особо следует отметить:

значительная разность давлений в наружном и внутреннем кольцевых каналах =2,5 + 3);

повышенная газодинамическая неравномерность распределения параметров и веществ по сечениям жаровой трубы (Тф 1\ к, Т. т„ 4-);

влияние остаточной закрутки потока воздуха <рост на выходе из компрессора на ;

низкие параметры цикла кк и т';

- влияние масштабного фактора на структуру течения и характеристики струй вторичного воздуха.

Таким образом, учитывая ограниченность опыта создания малоразмерных ГТД и отсутствие адекватных математических моделей по рассматриваемому вопросу, разработка научно-обоснованного подхода по формированию ПТГ на выходе из КС МГТД имеет, несомненно, актуальное значение. На основе анализа влияния размерности и обзора литературных данных была поставлена цель и сформулированы задачи исследования.

Во втором разделе приводится описание экспериментального стенда для исследования характеристик КС, натурных моделей исследуемых камер сгорания малоразмерных ГТД, дана оценка точности измерения стендовых параметров.

Экспериментальное исследование характеристик КС проводилось на стенде, который обеспечивал проведение испытаний в широком диапазоне режимных параметров: р'к = 20...1 ЮкЯа, Т'к = 273...523ЛГ, вв = 0,01...1,2 кг/с. Стенд оснащён необходимыми системами измерения расходов воздуха, топлива и выходных параметров камер сгорания {Т'г, Р}., г}г, а™*).

Для определения характеристик поля температуры газа изготовлено устройство кругового замера Т^. и р'г. С целью снижения трудоёмкости проведения испытаний разработана и внедрена автоматизированная система измерения

В качестве объектов испытаний использовались модели и натурные КС ряда отечественных малоразмерных ГТД различных конструктивных схем: - прямоточная, кольцевого типа с подачей воздуха в наружный кольцевой канал. (КС двигателя МД-120), которая оснащена необходимыми гребёнками полного и статического давления для замеров распределения воздуха по длине жаровой трубы;

- прямоточная, трубчато-кольцевого типа (КС двигателя МД-45);

- противоточная, кольцевого типа (КС изделия ВД-100). Характерной особенностью указанного изделия являлась тороидальная структура течения в первичной зоне жаровой трубы.

В процессе исследований изменились геометрические параметры фронтового устройства, отверстий в наружной и внутренней обечайках жаровой трубы (КС двиг. МД-120 и МД-45), взаимное расположение отверстий первого ряда и смесителя на наружной обечайке (КС двиг. МД-120), конструкция элементов для установки форсунок и пусковых свечей (КС изд. ВД-100).

Выше описанные объекты испытаний позволили в имеющемся диапазоне схемных решений современных КС МГТД исследовать влияние конструктивных и режимных параметров на выходные характеристики полей температуры газа.

В третьем разделе представлены результаты по исследованию аэродинамической структуры течения и гидравлических потерь в камерах сгорания малоразмерных ГТД, а также влияние их конструктивных и режимных параметров на характеристики выходного поля температуры газа.

Если в большинстве существующих полноразмерных КС обтекание жаровой трубы, как правило, «симметричное», то в малоразмерных ГТД - более сложное, что приводит к дополнительным потерям полного давления во внутреннем кольцевом канале и, следовательно, к разнице статических давлений на обечайках жаровой трубы.

Так, например, для КС двигателя МД-120 расход воздуха, поступающего в наружный канал, зависит от приведенной скорости потока, в то время как через внутренний смеситель остается практически постоянным. Это объясняется тем, что увеличиваются потери полного давления на поворот потока во внутренний канал, которые составляют от 10 до 40% общих потерь ак.

На рисунке 1 приведено влияние раскрытия жаровой трубы (в данном

случае за счет уменьшения площади

Г,-423 ЫА5 КМ25 в^чпгмь

Ддоа канат 1 г

1 ТА ВИТ - &

/ £ ** И

/ / // / \ нарцг. каш

I

—*

« < О

Л

•

т—

4

-

4 У

о.9 1 ни 13 НоЛ,

Рисунок 1 - Влияние раскрытия жаровой трубы на характеристики КС двигателя МД-120

) на характеристики КС двигателя МД-120.

При распределении воздуха по смесителям согласно рекомендациям для полноразмерных ГТД {Щ/Рк=1,3й..1,34) камера сгорания

характеризуется высоким уровнем неравномерности выходного поля температур (в™"0,35+0,37; &Г«117),

наличием нагара на внутренней стенке жаровой трубы и низким

уровнем полноты сгорания т]г.

Как показывают исследования, минимальному уровню окружной и радиальной неравномерности

(вр"** «0,22+0,26; ~ 1,07...1,04^ соответствует область Щ/Рк=1,25...1,1 примерно равных расходов через смесители.

Так как наружная обечайка

жаровой трубы камер сгорания малоразмерных ГТД «работает» под избыточным перепадом давления, то можно предположить, что любые неравномерности потока на выходе из диффузора прежде всего оказывают влияние именно на характеристики ПГТ в окружном направлении.

В качестве примера приведено влияние остаточной закрутки потока <рост

9

на уровень (см. рисунок 2) для камеры сгорания двигателя МД-120.

в,"

0.4

0.3

0.2 ег

и

12

< Т.'- 423 К 1.-0.25 а,- 4,6-4.8 7Г<* ¿¿-0,264

с Г-"" > )

. 1 X. ( < > . 1 )

В" с > )

----- < У' ■—( 1

г~ >

■ ' 1 ^

Минимальное значение &тах _ 0,22...0,24 достигается при смещении отверстий смесителя отно-сительнр первого ряда на наружной обечайке жаровой трубы на угол Ф = 13...17° от исходной компоновки, что примерно равно <рост=17°. В такой конструкции реа-

Рисунок 2 - Влияние остаточной закрутки на выходе из компрессора на характеристики выходного поля температуры газа камеры сгорания двигателя МД-120

положение струй первого ряда и наружного смесителя, которое способствует более интенсивному перемешиванию и выравниванию характеристик поля температуры газа в окружном направлении.

Известно, что при заданной длине жаровой трубы неравномерность поля температуры газа на выходе из камеры сгорания и гидравлические потери в ней определяются одними и теми же относительными геометрическими параметрами (Г/у/ой /*ду27го, Рфр/ХРо) и степенью подогрева газа. Повышение потерь в жаровой трубе путем уменьшения эффективной площади отверстий является инструментом в руках конструктора для обеспечения требуемых характеристик

камеры О^11*, >7г) ■ Поэтому еще на стадии эскизного проектирования

необходимо иметь интегральные модели, позволяющие с достаточной точностью оценивать потери полного давления (Ск или ак ) •

Проведенные исследования показывают, что известные модели, приме-

нителыю к малоразмерным камерам сгорания рассматриваемых схем дают погрешность в определении коэффициента гидравлических потерь до 150...200 %.

Поэтому на основе обобщения и анализа имеющихся экспериментальных данных разработана уточненная модель расчета коэффициента гидравлического сопротивления для геометрически подобных камер сгорания малоразмерных

ГТД, с расходом воздуха = 0,3...2,5 кг/с: ^ =<*д + Кг

( Р

* V

\2

1 —

с-П

я )

2 /

г5

КАТ = 26,94-ехр[-10,12(^ • В работе приведены рекомендуемые значения коэффициентов Л",, К2,

\

\

N V

ч.

0.8

/

12

и 16 18 //>/£

Рисунок 3 - Зависимость £к от отношения ^/ Для

исследуемых вариантов КС МГТД -о- КС двигателя МД-120; -•- КС двигателя МД-45; -х- КС двигателя ВД-100

Кг для исследуемых схем КС МГТД. Поправочный коэффициент КАТ учитывает форму жаровой трубы и неравномерность полей Т'п и И'д в зависимости от отношения РК!РЖ. Для КС МГТД КАТ «8...1 (АГдг = 2,2...0,5-ПКС). Коэффициент КГ учитывает

схему КС (прямоточная, про-тивоточная или трубчато-

кольцевая). На рисунке 3 дано сравнение расчетных и экспериментальных значений Ск • Погрешность определения гидравлических потерь для геЬметриче-ски подобных КС не превышает ±5,5%.

Исследование влияния геометрических параметров КС на выходное поле тем-

11

ператур проводилось в несколько этапов. На первом изучалось влияние площадей фронтового устройства {р,фр=Рфр/Рк}, первого ряда отверстий Г]Р, наружного смесителя Рем ■ После выбора оптимальных вариантов исследовалось влияние размерности и конструкции фронтового устройства, раскрытия внутренней обечайки, неравномерности распределения топлива по форсункам и условий течения в каналах на поля температур.

Для исключения индивидуальных различий жаровых труб испытания проводились на нескольких вариантах исследуемых камер сгорания с многократным дублированием измерений после переборок.

Проведенные исследования показали, что изменение аэродинамической структуры течения и состава топливно-воздушной смеси в первичной зоне оказывает весьма существенное влияние на неравномерность температурного поля камеры] Благодаря этому появляется реальная возможность воздействия на

0™°* и 0%°* с помощью режима работы первичной зоны, что можно использовать при доводке и совершенствовании существующих и создании новых камер сгорания.

Формирование равномерного сносящего потока зависит от организации рабочего процесса в зоне горения, т. е. от шага между форсунками, равномерности распределения топлива и воздуха по объему жаровой трубы и завершенности процесса! горения в первичной зоне.

Одной из причин увеличения уровня неравномерности поля температур на выходе из КС является неодинаковое распределение топлива по форсункам.

Подтверждением этого служит зависимость 6>™<И , 0™°* от начальной неравномерности распределения топлива, полученная в результате обобщения экспериментальных данных (рисунок 4), где Кт = (яттах - Ятт^Ятср- Следует особо отметить, что радиальная эпюра при изменении Кт в диапазоне от 0,1 до 4 не претерпевает заметных изменений.

Особый интерес для формирования окружной неравномерности КС МГТД представляет область, в которой при небольшом изменении Кт = 0,2...0,32 уровень

0^ах изменяется примерно в 2,5

раза в^»0,2...0,5, что по-

видимому объясняется незавершенностью процесса в зоне горения и догоранием несгоревшей ф TBC на струях смесителя.

Отмеченное обстоятельство позволяет более обоснованно подходить к выбору допустимого О 1 2 3 К,

. „ уровня разброса расходных харак-

Рисунок 4 - Влияние начальной неравномерности

распределения топлива по форсункам на характе- теристик ТОПЛИВНЫХ форсунок, ристики выходного поля температуры газа камер

мгтд Рекомендуемое значения

Кт < 0,1+0,2. Анализ литературных данных показывает, что на характеристики

ГТГТ на выходе из КС значительное влияние оказывает глубина проникновения

струй вторичного воздуха Вр . При этом для ПКС Вропа =* 0,5...0,6.

На рисунке 1 показано влияние раскрытия f"cm на глубину проникновения в"рСр и О™"* для КС двигателя МД-120.

При этом оптимальное соотношение XF0/F^ «1,1...1,2, а величина

ВрСр=0,5...0,55. Следует также отметить, что течение в наружном кольцевом канале менее стабильно, чем во внутреннем, т. к. площадь, которую должен запол-

(ff пг г V

Fkk/Fkk » J...5 • При увеличении расхода

происходит более полное заполнение наружного кольцевого канала и неравномерность потока уменьшается.

В результате проведенных на первом этапе работ удалось экспериментально установить оптимальную величину и взаимное расположение отверстий для подвода воздуха, поэтому в дальнейших исследованиях использовалась доработанные КС.

С целью выяснения влияния изменения проходных сечений фронтового уст. f J £ | ßjj \

ройства yFop ), наружного и внутреннего смесителей { Fcm и FCM I на выходное

поле температуры и распределение воздуха по кольцевым каналам на одном из вариантов КС проведен комплекс исследований в широком диапазоне изменения их характерных площадей:

F0P/ZFo=O...0,225; FgM/ZF0=0...0,3; Fgß/XF0=0...0,253. По степени влияния их можно расположить в следующем порядке (см. рисунок 5): фронтовое устройство, наружный смеситель, внутренний смеситель. Изменение площади фронтового устройства оказывает наибольшее воздействие на уровень и практически не

влияет на максимальный уровень радиальной неравномерности.

Это является прямым следствием незавершенности процесса горения в первичной зоне, в результате чего на струях вторичного воздуха происходит догорание топливо-воздушной смеси, т.е. смеситель формирует выходное ПТГ дожиганием TBC, не сгоревшей в первичной зоне.

Рисунок 5 - Влияние раскрытия жаровой трубы на ка-

1 меры сгорания двигателя МД-120: F^ = vor ; -О- F^-var

На рисунке 6 приведены результаты исследований по влиянию степени «раскрытия» жаровой трубы камеры сгорания (трубчато-кольцевого типа) двигателя МД-45.

Вю

и<р

0.3 0.2

1 1.2 1Л 1.6 1.8 2 ХРо/Р,

Рисунок 6 - Влияние отношения Щ^д / на характеристики выходного поля температур газа

КС двигателя МД-45

Видим, что зависимость имеет качественно один и тот же характер протекания, что и для двигателя МД-120 (см. рисунок 5), но отличается градиентом

изменения 0^ах = и уровнем минимальной неравномерности 0рСа при

одном и том же значении Рп =1,25... 1,35. При этом (&!Цах) = 0,22...0,23,

и г \ 9 )МД-120

[^р^^щ 45 =0,15...0,16. С физической точки зрения это объясняется тем, что

для трубчато-кольцевой КС двигателя МД-45 легче обеспечить пониженную неравномерность сносящего потока из-за более равномерного обтекания головок жаровой трубы.

Так как уровень минимальной окружной неравномерности наблюдается

при равенстве расходов воздуха ^ и й™ ^ , то одним из направлений

обеспечения равномерного поля температур в КС МГТД прямоточной схемы является поиск способов выравнивания расходов через смесители. Как показы-

• г ^ЛТЧУЧ Р,'=Ю0..Л00 кПа ГМ23...500К А,=0,Ю..Л22 а, =1-3,75 '

ж

вают исследования, этого можно достичь выравниванием профиля скорости на входе в наружный смеситель путем выбора соответствующего шага между отверстиями первого ряда и смесителя на наружной обечайке ЖТ при неизменной площади отверстий первого ряда.

В этом же разделе рассмотрено влияние режимных параметров

{Тк> Рк.<*к> на уровень в"ах и В™0* . Показано, что величина

ак и Хк оказывают значительное влияние на окружную неравномерность ПТГ КС малоразмерных ГТД.

Таким образом, результаты экспериментальных исследований по влиянию конструктивных и режимных параметров на характеристики выходного поля температур позволили более обоснованно выбрать математические модели

для расчета и 0%"" и установить взаимосвязь между этими величинами.

В четвёртом разделе рассмотрены вопросы моделирования окружной и радиальной неравномерностей ПГТ на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД, а также взаимосвязь между ними.

Анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований показывает, что физическую модель процесса формирования поля температуры газа можно представить в виде:

Три первых параметра определяют глубину проникновения струй воздуха в сносящий поток, величина /у— длину, на которой происходит перемешивание, Лж - аэродинамическую структуру течения в кольцевых каналах и жаровой трубе, ТЦ - качество подготовки топливо-воздушной смеси.

Результаты исследований для КС МГТД рассматриваемых схем целесообразно представить в виде следующих зависимостей (см. рисунки 7 и 8):

О)

©Г = при Г0/Рж *СОП31

©Г =/(а^), при 1г»сопИ

(2); (3)

¿г

да

5/

щ А. РЛ- 0,150 25

о ? о_ о\2

—о-

Используя методы регрессионного анализа для величины получена

0 1■ 2 3 Ра/Но следующая зависимость:

Рисунок 7 - Зависимость вот "степени раскрытия"

жаровой трубы дня камер сгорания различной размерности _, ПКС,-----по данным автора (КС МГТД)

0.0129 ■ехр^3.02^ г.. ехр {афр ао) ,(4) +0,21 ехр (-10 афр ) /(П'Л)

[Т^-О.бзз) (и*0.9!г)

где С = 1,6 !,■ ехр(-0,9 /г2), а0 =0,78 + 0,168 //".

¿Г

09

0.6 03

| V

1-03$

1ЙГ» м? 1-196

1 - Ч'175

Влияние режимных параметров и можно представить в виде произведения двух функций

/(Г;А)=/(Г;)-/(Х4), (5)

если представить эти зависимо-

0 0.3 .0.6 09 и К Рисунок 8 - Зависимость в¡¡¡"* от афр для камер

сгорания различной размерности

_, ПКС,-----по данным автора (КС МГТД,

7, = 0,88; 1, = 1.96 )

а„ сти в безразмерном виде:

ЛТк) = -0,82б)3 +2,037\ехр{-0,7474-Тк) . /Йг) = [2,864{1к-I)2 +0,124(1К-1) + 1,0085 ],

(6)

(7) 17

Физическая модель уровня радиальной неравномерности имеет следующий вид:

©г=ФгЬ> (8)

где (б)?"") радиальная неравномерность расчётной эпюры, которая определя-V /ид

ется только температурой и количеством воздуха, поступающего через проходные сечение системы охлаждения: к = f(F0/Fx ; афр\ 1Г)- поправочный коэффициент, для которого получено следующее математическое выражение:

АГ =

1+0,065

[0,24 ехр (-2,81Г )+0, i>] + Ь ехр

-С

_1___1_

афр 0,66

(9)

Ь = /(/г ) = 0,21^Гг-ехр {-1,351Г2 ) + 0,02 (10)

С = Г$г) = 14,5^-ехр{-1,5У) + 2,5 (11)

Математические модели расчёта ©£** и 0™" справедливы для геометрически подобных КС МГТД рассматриваемых схем с расходом воздуха Ов = 0,5...2,5 кг/с в следующем диапазоне изменения определяющих параметров: афр = 0,3...1,5; = 1.2...3-, Щ/Рж = 0,12...0,35; !Г = 0,875... 1,96; 1К =0,6...1,4; Т^ =0,63...1; 1ф <1,7;

при соблюдении следующих условий:

устранены неконтролируемые утечки воздуха через щели для установки форсунок, горелок, свечей зажигания и т.д.;

КС выполнена в пределах допусков на изготовление изделия; время наработки КС т^д < 40 час,

коэффициент неравномерности распределения топлива по форсункам Кт й 0,2.

В процессе проектирования и доводки КС значительный интерес представляет взаимосвязь между и ©¡¡"" , при условии, что изделие доведено по

уровню окружной неравномерности. Анализ литературных данных и исследования автора показывают, что величина минимально достижимой максимальной радиальной неравномерности ) т|„ зависит от размерности двигателя (см. рисунок 9)

пб 112 108 № 1

аоз нов а/ 0.2 аз о.б / 2 з 6,„.кг'К"/с'кГЬ

Рисунок 9 - Изменение минимально достижимой величины радиальной неравномерности от С,пр

Выражение для определения минимально достижимой радиальной неравномерности можно обобщить следующими зависимостями:

(вГ)т.=! + 2(з.017-СВпр-8,б28-С2Впр-0,! ы)^, (12)

Сг 1т'

при = 'I " = 0.05...0,2; (©Г* =1+{0,295 ехр0,082-вВпр ) • в™, (13)

1 I 1 1 > 1 1 ■ » «

* л

/ А /

} 1 *

1

р

при вВпр = 0,2...2,6;

В пятом разделе изложены рекомендации по обеспечению заявленных характеристик выходного ПТГ при проектировании и доводке КС МГТД, а также их практическое использование.

При проектировании камер сгорания МГТД для обеспечения требуемых характеристик неравномерности выходного поля температуры газа необходимо согласовать процессы, протекающие в первичной зоне и зоне смешения с конструктивными и режимными параметрами:

- исходя из целевого назначения МГТД, выбрать наиболее рациональную схему камеры сгорания;

- обеспечить минимально возможную неравномерность температурного поля сносящего потока;

- согласовать глубину проникновения струй смесительного воздуха наружной и внутренней обечаек жаровой трубы;

- обеспечить необходимую аэродинамическую структуру течения в кольцевых каналах и жаровой трубе.

Используя полученные модели был разработан алгоритм (см. рисунок 10) выбора проектных параметров КС

Рисунок 10 - Алгоритм выбора проектных параметров малоразмерных ГТД, обеспе-камер сгорания малоразмерных ГТД

чивающих заявленные характеристики изделия по температурному полю (0™°* и ©¡¡-« потерям полного давления (сг^.) и коэффициенту полноты сгорания

(Я/О-

Далее он был успешно реализован при доводке и создании КС следующих двигателей: МД-120, МД-45, ВД-100 и изделий 83 и 123. На основании проведённых исследований можно преложить следующие проверенные на практике и защищенные авторскими свидетельствами рекомендации по формированию полей температуры газа в КС МГТД (ОВПР = 0,05...0,1).

С целью получения минимальных значений окружной неравномерности ©™ах температурного поля необходимо:

- учитывать величину остаточной закрутки потока <р ост путём смещения отверстий наружного смесителя и первого ряда отверстий на угол <рсмеи{.от"<Р Кт относительно штатного "коридорного" расположения; (а. с. №296080)

- выравнивание расходов воздуха через внутренний и наружный смеситель путём выбора соответствующего шага между отверстиями первого ряда и смесителя на наружной обечайке жаровой трубы (а.с. №293564).

Ядро радиальной эпюры формировать путём изменения площади отверстий наружного смесителя, а на периферии - за счёт подачи системы пристенных струй. Также предложены рекомендуемые диапазоны конструктивных и режимных параметров для КС МГТД различных конструктивных схем ^впр =0,05...0,1)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Проведённые исследования и выполненные обобщения позволили разработать и обосновать комплекс мероприятий по формированию полей температуры газа применительно к задачам проектирования и доводки камер сгорания малоразмерных ГТД.

При этом были получены следующие основные научные результаты:

¡.Выполнен анализ влияния размерности двигателя на параметры камер сгорания, результатом обобщения которого явилось установление особенностей, характерных только для малоразмерных ГТД, позволивших объяснить их влияние на характеристики выходного поля температуры газа.

2.Впервые установлено комплексное влияние входных параметров КС МГТД, их конструктивных особенностей на неравномерность выходного поля температур. Результаты экспериментальных исследований позволили более обоснованно выбрать модели расчета окружной и радиальной неравномерно-стей и установить взаимосвязь между этими величинами.

3.Разработаны методики, модели и алгоритм выбора проектных параметров, позволяющие научно обоснованно прогнозировать выходные характеристики камер сгорания малоразмерных ГТД, обеспечивающие значительное снижение сроков их проектирования и реконструкции при более высоких технико-экономических показателях создаваемых образцов малоразмерных ГТД.

4.Разработана математическая модель для определения уровня минимально достижимой радиальной неравномерности, позволяющая оценить степень совершенства двигателя по характеристикам температуры газового потока на входе в турбину.

5.На основании выполненных обобщений результатов исследований МГТД разработаны и внедрены мероприятия, защищенные авторскими свидетельствами, по обеспечению заявленных характеристик при проектировании и доводке КС двигателей МД-120, МД-45, ВД-100, изд.83 и НК-123-ВР.

б.Экспериментальное оборудование и результаты испытаний камер сгорания малоразмерных ГТД внедрены в учебный процесс на кафедре «Теплотехника и тепловые двигатели» в виде лабораторной работы "Характеристики КС по полю температуры газа в выходном сечении".

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Экспериментальное определение времени пребывания газа в зоне рециркуляции вихревых стабилизаторов пламени /Абрашкин В.Ю., Мещеряков В.П., Розно В.Г., Цыганов A.M. - В сб. Горение в потоке: Казань, 1982 - с. 31-35.

2. Исследование модификации фронтового устройства на базе смесительных элементов вихревого типа / Абрашкин В.Ю., Цыганов A.M. — В сб.: Тезисы до кладов'Всесоюзн. межвузовской конф. «Газотурбинные и комбинированные установки».- М., 1983. - с. 143-144.

3. Влияние геометрии элементов диффузора двухъярусной камеры сгорания на структуру течения и потери энергии в нем. / Абрашкин В.Ю., Матвеев С.Г. -В сб.: Механика жидкости и газа. Тр. 4 научн. техн. конф. мол. учен, и спец. Куйбышев, авиац. ин-та. — Куйбышев, 1986. - с. 65-75 (Деп. в ВИНИТИ 2.07.86, №4820 - В 80 Деп.)

4. Влияние конструктивных и режимных параметров на формирование поля температур камер сгорания малоразмерных ГТУ. / Абрашкин В.Ю., Булычев Н.Я., Шамбан М.А., Файнгелерин Э.Т. - В сб.: Тезисы докладов и сообщений Всесоюз. научн. конф. «Газотурбинные и комбинированные установки», М., 1987.-с. 148, ДСП.

5. A.c. 293564 СССР. Спецтема. / Абрашкин В.Ю., Ковылов Ю.Л., Ланский

A.M., Шамбан М.А. и др. (СССР). Заявл. 21.06.1988; Опубл. 3.05.1989.

6. A.c. 296080 СССР. Спецтема. / Абрашкин В.Ю., Ланский A.M., Шамбан М.А. (СССР). Заявл. 24.08.1988; Опубл. 1.06.1989.

7. О формировании полей температуры газа на выходе из прямоточных камер сгорания малоразмерных ГТУ. / Абрашкин В.Ю., Ланский A.M., Христюк О.В., Шамбан М.А., Файнгелерин Э.Т. -Газотурбинные и комбинированные установки. Тез. доклад, на Всесоюз. научной конф. М.: МГТУ, 1991 - с.138.

8. Влияние размерности ГТД на выходные характеристики КС. / Абрашкин

B.Ю., Ковылов Ю.Л. - В сб.: Тезисы докладов X Всероссийской межвуз. научн.-

технич. конф. «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели», М.: МГТУ, 1996. - с. 132.

9. Проект камеры сгорания малоразмерного ГТД с расходом рабочего тела 0,3 кг/с. / Ланский A.M., Абрашкин В.Ю., Семенов A.B., Фетисов В.И., Цыганов A.M., Шамбан М.А. - В сб.: «Проблемы и перспективы развития двигателе-строения в Поволжском регионе»: Доклады на междунар. научн.-технич. конф. Самара: СГАУ, 1997.-е. 191-197.

10. Рабочий процесс камер сгорания малоразмерных ГТД, проблемы и некоторые пути повышения его эффективности. /Лукачев В.П., Ланский A.M., Абрашкин В.Ю., Диденко A.A., Зубков П.Г., Ковылов Ю.Л., Матвеев С.Г., Цыганов A.M. Шамбан М.А., Яковлев В.А. // Вест. СГАУ. Сер.: Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей. Вып. 1; Самар. гос. аэрокосм, ун-т, Самара, 1998.-с. 11-39.

11. Способ определения и оценки неравномерности поля температур газа на выходе из камеры сгорания ГТД. / Ковылов Ю.Л., Пашков Д.Е., Диденко A.A., Абрашкин В.Ю. // Вест. СГАУ. Сер.: Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей. Вып. 1; Самар. гос. аэрокосм, ун-т, Самара, 1998. - с. 202-211.

12. Влияние остаточной закрутки потока на характеристики выходного поля температур в камерах сгорания малоразмерных ГТД. /Абрашкин В.Ю., Ланский A.M. - В сб.: Тезисы докладов IV Всесоюзной научно-техн. конф. «Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей», Самара: СГАУ, 2002. -с. 143-144.

13. Исследование полей температуры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД. / Абрашкин В.Ю. - // Известия Самарского научного центра РАН. 2006,-Том YIII, № 4, - с.952-957.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА НА ВЫХОДЕ ИЗ КАМЕР СГОРАНИЯ.

1.1. Обзор работы по формированию полей температуры газа на выходе из камер сгорания.

1.1.1. Процессы вдува и перемешивания.

1.1.2. Модели расчёта полей температуры газа на выходе из камер сгорания.

1.1.3. Анализ параметров, описывающих неравномерность полей температуры газа на выходе из камер сгорания.

1.2. Анализ особенностей формирования полей температуры газа на выходе . из камер сгорания малоразмерных ГТД.

1.3. Цель и задачи исследования.

2. ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ И УСТАНОВКИ.

2.1. Стенд для исследования характеристик камер сгорания малоразмерных ГТД.

2.2. Экспериментальные модели камер сгорания МГТД.

2.3. Основные виды измерений и анализ точности.

2.3.1. Измерение аэродинамической структуры потока в жаровой трубе и полей температуры газа в выходном сечении камеры сгорания.

2.3.2. Измерение состава выхлопных газов на выходе из камер сгорания

2.3.3. Анализ точности результатов измерений.

3. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА КАМЕР СГОРАНИЯ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ГТД.

3.1. Аэродинамическая структура течения и гидравлические потери в камерах сгорания малоразмерных ГТД.

3.2. Исследование влияния конструктивных параметров на характеристики поля температуры газа в малоразмерных камерах сгорания.

3.3. Связь характеристик поля температуры газа камер сгорания малоразмерных ГТД с режимными параметрами.

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОКРУЖНОЙ И РАДИАЛЬНОЙ НЕРАВНОМЕРНО-СТЕЙ ПОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА НА ВЫХОДЕ ИЗ КАМЕР СГОРАНИЯ МГТД.;.

4.1. Математическая модель расчёта окружной неравномерности поля температуры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД.

4.2. Математическая модель расчёта радиальной неравномерности поля температуры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД.

4.3. Взаимосвязь между окружной и радиальной неравномерностью поля температуры газа в выходном сечении камер сгорания.

5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Алгоритм выбора проектных параметров камер сгорания малоразмерных ГТД.;.

5.2. Рекомендации по выбору конструктивных и режимных параметров камер сгорания малоразмерных ГТД.

5.3. Результаты практической реализации рекомендаций на камерах сгорания двигателей МД-120, МД-45, ВД-100 и изделия 83.

5.3.1. Камеры сгорания двигателей МД-120 и МД-45.

5.3.2. Камера сгорания изделия 83.

5.3.3. Камера сгорания двигателя ВД-100.

Малоразмерные газотурбинные двигатели находят все более широкое применение в различных областях техники: в качестве маршевых двигателей беспилотных летательных аппаратов, вспомогательных силовых установок на самолетах, силовых приводов вспомогательного оборудования и теплогенераторов различного назначения. Тем не менее в вопросах расчета, проектирования и доводки МГТД и их узлов, в частности камер сгорания, остается много нерешенных проблем. Необходимость учета специфики размерности двигателя подчеркивалось NaSA [95] и хорошо известна из опыта отечественных фирм.

Известно, что в процессе проектирования и доводки камер сгорания (КС) ГТД важное значение приобретает вопрос обеспечения заявленного уровня окружной и радиальной неравномерностей полей температуры газа (ПГТ) при приемлемых значениях по полноте сгорания (г|г) , потерях полного давления (ск ), бедному срыву пламени и запуску. Степень совершенства температурного поля является критерием ресурса турбины и двигателя в целом. Кроме того, снижение окружной неравномерности (б>рта*) позволяет увеличить значение среднемассовой температуры газа перед турбиной и тем самым, повысить мощность и КПД газотурбинной установки.

Профиль температур должен быть согласован с уровнем напряжения в лопатках турбины, чтобы обеспечить требуемый ресурс работы лопаток. Установлено, что повышение температуры газа в некотором локальном радиальном сечении лопаток турбины всего на 28°С может уменьшить рабочий ресурс лопаток на 50 % или потребовать повышения на 0,5 % расхода воздуха для охлаждения турбины, чтобы ресурс остался неизменным. Вместе с тем, увеличение на 1 % расхода воздуха на охлаждение турбины снижает взлетную тягу ГТД на 2,25 % [12].

Еще более усложняется эта проблема в КС МГТД, которая заключается в том, что не изучено влияние размеров и особенностей организации в них * * ? ? рабочего процесса на поля температур, а применение научно-технического задела по этому вопросу из области полноразмерных КС, как правило, приводит к отрицательному результату.

Выполненный обзор работ по указанной проблеме позволил:

- установить зависимость неравномерности поля температуры газа на выходе из камер сгорания ГТД от основных конструктивных и режимных параметров;

- проанализировать точность и достоверность существующих моделей расчета характеристик выходного поля температур.

Вместе с тем были выявлены нерешенные проблемы:

- до сих пор не сформулировано понятие критерия "размерности" двигателя, а следовательно, и камеры сгорания;

- практически отсутствуют работы, посвященные проблемам и особенностям формирования полей температуры газа на выходе из камер сгорания малоразмерных ГТД;

- не указаны диапазоны применимости рассмотренных моделей для расчета уровня неравномерности температурного поля. Так, например, МГТД не удовлетворяет граничным условиям моделей [83] и [85] (рисунки 1.9-1.13); отсутствуют достоверные модели расчета коэффициента гидравлического сопротивления для малоразмерных камер сгорания;

- практически все модели расчета смесителей получены при условии однородного сносящего потока и одинаковых режимных параметрах струй по наружной и внутренней обечайках жаровой трубы.

Поэтому исследование особенностей формирования полей температуры газа на выходе из реальных КС МГТД, а также разработка их математических моделей, представляет значительный научный и практический интерес.

Цель работы. В связи с этим целью исследования является повышение эффективности работы КС и МГТД в целом на основе экспериментальных исследований полей температуры газа в выходном сечении и выработки рекомендаций по их проектированию и доводке.

Для достижения поставленной цели были сделаны специальные установки, доработаны экспериментальные стенды, изготовлены датчики и системы измерений.

Исследования, проведенные на ряде натурных МГТД, позволили выявить влияние конструктивных и режимных параметров на характеристики поля температуры газа на выходе из камер сгорания и разработать математические модели по определению уровня 0™ах и коэффициента гидравлического сопротивления

На основе обобщения результатов исследований были разработаны методика и алгоритм выбора проектных параметров, и рекомендации, позволяющие обеспечить заявленные требования по указанным характеристикам для КС двигателей МД-120, МД-45, ВД-100 и изделия 83.

Работа выполнялась по конкретным заказам МКБ "Гранит" (г. Москва), ОКБ "Гидромеханика" (г. Уфа), "КОБМ" (г. Калуга) [47, 51, 54, 73, 100, 106].

Диссертация выполнена в Самарском государственном аэрокосмическом университете на кафедре "Теплотехники и тепловых двигателей" под руководством доктора технических наук, профессора С.В. Лукачева.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые исследования позволили разработать и обосновать комплекс мероприятий по формированию полей температуры газа применительно к задачам проектирования и доводки камер сгорания малоразмерных ГТД.

При этом были получены следующие основные научные результаты:

1. Выполнен анализ влияния размерности двигателя на параметры камер сгорания, результатом обобщения которого явилось установление особенностей, характерных только для малоразмерных ГТД;

2. Установлено влияние входных параметров МГТД, конструктивных особенностей КС и режимных параметров на неравномерность выходного поля температур;

3. Разработаны математические модели, методика и алгоритм расчёта, позволяющие научно обоснованно прогнозировать выходные характеристики КС МГТД, для обеспечения требуемых параметров;

4. Разработана математическая модель для определения уровня минимально достижимой радиальной неравномерности. Показано, что она зависит от размерности, двигателя;

5. На основании выполненных обобщений результатов исследований КС МГТД разработаны и внедрены мероприятия по обеспечению заявленных характеристик при проектировании и доводке КС двигателей МД-120, МД-45, ВД-100, изд.83 и вновь разрабатываемого СНТК им. Н.Д. Кузнецова двигателя НК-123-ВР;

6. Экспериментальное оборудование и результаты испытаний КС МГТД внедрены в учебный процесс в виде лабораторной работы "Характеристики КС по полю температуры газа в выходном сечении".

1. А.с. 1048242 СССР, МКИ Р-23Д 11/12. Горелочное устройство. / Абрашкин В.Ю., Кныш Ю.А., Ланский A.M. и др. (СССР) -324853/24-06; Заявл. 15.12.1980; Опубл. 15.06.1983, Бюл. №38-2с.

2. А.с. 180497 СССР, Спецтема / Абрашкин В.Ю., Маркушин Н.А., Ковылов Ю.Л., Серенков Н.К., Фрейдин А.С. (СССР). Заявл. 8.12.1981; Опубл. 3.11.1982.

3. А.с. 221284 СССР. Спецтема. / Абрашкин В.Ю., Ковылов Ю.Л., Серенков Н.К., Цыганов A.M. (СССР). Заявл. 1.03.1983; Опубл. 26.06.1985.

4. А.с. 293564 СССР. Спецтема. / Абрашкин В.Ю., Ковылов Ю.Л., Ланский A.M., Шамбан М.А. и др. (СССР). Заявл. 21.06.1988; Опубл. 3.05.1989.

5. А.с. 296080 СССР. Спецтема. / Абрашкин В.Ю., Ланский A.M., Шамбан М.А. (СССР). Заявл. 24.08.1988; Опубл. 1.06.1989.

6. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй, М.: «Наука».: Физмат гиз, 1984-252с.

7. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй, М.: Физмат гиз, 1960.-715с.

8. Абрамович Г.Н., Воронов С.К., Гиршович Т.А., Гришин А.Н. О характеристиках плоской турбулентной струи, развивающейся в поперечном потоке со свободной границей — Изв. Вузов, Авиационная техника, 1988, №2, с. 3-6.

9. Авиационные ГТД малой мощности . The little turbine business. Hirst Mike. «Air Int.», 1986, 30, №1, 22-27 (англ.).

10. Авиационные ГТД малой мощности фирмы General Electric. General Electric Small Engines. «Interavia Air Lett.», 1986, №11086, 9-10 (англ.).

11. Анализ формирования эпюры температур в выходном сечении камеры сгорания при различных значениях ее конструктивных параметров: Копия отчета о НИР. М.: ВНТИЦ, шифр 1436, №ГР Х72885.-1984-93с.

12. Аналитическая модель для определения профиля температур в выходном сечении кольцевых КС ГТД. М.: ВИНИТИ, ЭИ ПиГД, №19, 1976.-е. 12-22.

13. Безменов В.Я., Онищик И.И. Исследование влияния конструктивных параметров зоны смешения кольцевой камеры сгорания ГТД на неравномерность полей температур в выходном сечении (на моделях). Труды ЦИАМ №488, 1971. 18с.

14. Безменов В.Я., Онищик И.И. Исследование возможностей выравнивания полей температур газа в модели зоны смешения камеры сгорания ГТД. -Теплоэнергетика, 1975, №2. с.46-49.

15. Безменов В.Я., Рекин А.Д. и др. Усовершенствование методики определение полей температуры газа в выходном сечении камер сгорания с помощью термопар (до 2000° К). Труды ЦИАМ №7982, 1976.-73с.

16. Беляев Ю.Ф., Болгова В.В. О выборе математической модели для описания распределения температур на выходе из камер сгорания ГТД. -Межвузовский научный сборник. «Испытания авиационных двигателей». УАИ, 1975, №3, с. 141-145.

17. Беляев Ю.Ф., Волотко П.П. О выборе параметра для комплексной оценки температурного поля камеры сгорания. Межвузовский научный сборник «Испытания авиционных двигателей» УАИ, 1975, №3. с. 134-140.

18. Большагин В.И., Саркисов А.А. Совершенствование характеристик основных камер сгорания ГТД. — Межвузовский научный сборник «Испытания авиационных двигателей». УАИ, 1976, №4, с. 117-126.

19. Бороздянский Г.Я., Палатник И.Б., Темирбаев Д.Ж. К расчету смесителей камер сгорания газовых турбин. В кн.: Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. - Алма-Ата, 1970, вып.6, -с.89-96.

20. Бошняк JI.JI. Измерения при теплотехнических исследованиях. JI, «Машиностроение», 1974,448с.

21. Влияние размерности ГТД на выходные характеристики КС. / Абрашкин В.Ю., Ковылов Ю.Л. В сб.: Тезисы докладов X

22. Всероссийской межвуз. научи.-технич. конф. «Газотурбинные и комбинированные установки и двигатели», М.: МГТУ, 1996. с. 132.

23. Галицкий Ю.Я. Смешение системы коаксиальных поперечных струй с ограниченным потоком. // Сб. научн. трудов №173, М.: МЭИ, 1988. -с.73-79.

24. Галицкий Ю.Я., Спиридонов Ю.А. Закономерности смешения при взаимодействии попарно соударяющихся струй с потоком. //Сб. научн. трудов№177, М.:МЭИ, 1988. с.78-84.

25. Горбунов Г.М. Выбор параметров и расчет основных камер сгорания ГТД.-М.: МАИ, 1972.-230с.

26. Григоренко П.П., Постнов В.Ф., Спиридонов Ю.А. Влияние режимных параметров камеры сгорания газотурбинной установки на неравномерность температурного поля газа. В сб. «Горение в потоке» -Казань.: КАИ, 1978. вып.2 с.65-69.

27. Григоренко П.П., Спиридонов Ю.А., Талантов А.В. Влияние конструктивных параметров камеры сгорания ГТУ на характеристики смесеобразования. ИВ УЗ, Авиационная техника, 1978, №3. - с.30-37.

28. Григоренко П.П., Спиридонов Ю.А., Талантов А.В. Влияние режимных и геометрических параметров камеры смешения на характеристики смесеобразования. В сб. «Горение в потоке» - Казань.: КАИ, 1976.-С.36-43.

29. Двигатели для крылатых ракет. Missile propulsion options increase //Interavia. 1989. - 44, №9. - c.912-916. - Англ.

30. Демонстрация военных малоразмерных ГТД на авиасалоне в Фарнборо. Military small gas turbine market demonstrates strength at Farnborough // Aviat. Week and Space Technol 1990 - 133, №11 - C.21-Англ.

31. Дешевый ТРД одноразового действия малой мощности. GEMJET А Small, Low Cost Expendable Turbojet. Jones A., Weber H., Fort E. «А1АА •Pap.» 1987, №2140, 1-12 (англ.)

32. Джадж А. Газотурбинные двигатели малой мощности. М.: Иностранная литература, 1963. — 420с.

33. Евин О.А., Янковский В.М., Дятлов И.Н. Влияние качества подготовки ТВС в предкамере на корреляцию поля температур до и после смесителя. ИВ УЗ, «Авиационная техника», 1979, №3, с.94-97.

34. Евин О.А., Янковский В.М., Дятлов И.Н. Исследование неравномерности поля температур гомогенной КС при изменении параметров первичной зоны. ИВУЗ, «Авиационная техника», 1979, №1,с.24-29.

35. Заботин В.Г., Первышин А.Н. Теплотехнические измерения в двигателях летательных аппаратов: Учебное пособие. Куйбышев: КуАИ, 1983.-70с.

36. Зикеев B.C. О методах количественной оценки критериев неравномерности поля температур газа на выходе из основной камерысгорания. Межвузовский научный сборник «Испытания авиационных двигателей», УАИ, 1977, №5, с. 113-121.

37. Иванов Ю.В. Плоская струя во внешнем поперечном потоке воздуха Изв. АН ЭССР, 1953, т.2, №2. - с.17-19.

38. Инженерные основы проектирования камер сгорания ГТД. /Резник В.Е., Данильченко В.П., Болотин Н.Б., Ковылов IO.JI., Лукачев СВ.: Учебное пособие. Куйбышев: КуАИ, 1981. - 80с.

39. Исследование взаимодействия встречных струй и закрученных потоков в модельной КС. A study of interaction between opposed jets and swirling flows in a model combustor. Chao Y.C, Ho W.C «А1АА Pap.», 1987, №1722,1-8 (англ.)

40. Исследование взаимодействия двух встречных боковых струй с завихренным поперечным потоком. Two opposed lateral jets in jected into swirling crossflow. McMurry C.B., Ong L.H., Lilley D.G. «А1АА Pap.», 1988, №307,1-14 (англ.)

41. Исследование влияния конструктивных параметров на выходное поле температуры газов камеры сгорания: Техсправка о НИР (промежуточная) / Куйбышев, авиацион. ин-т. (КуАИ). Рук. Лукачев В.П., тема 62-287; №ГР 01870025440. - Куйбышев, 1987. - 36с, ДСП.

42. Исследование возможностей перевода авиационного ГТД малой мощности на газовое топливо средней теплоты сгорания. Development test of a small aero-derived gas turbine combustor for medium btu gaseous fuel

43. WangHua-Fang, Lui Gao-En//ASME. Рар. И988.-ЖЗТ165.-с.1-5-Англ.

44. Исследование закономерностей смесеобразования системы поперечных струй при изменении характеристик потока. Спиридонов Ю.А., Галицкий Ю.Я. «Сб. науч. тр. Моск. энерг. ин-т.» 1986, №91, с.90-94(рус.)

45. Исследование модификации фронтового устройства на базе смесительных элементов вихревого типа / Абрашкин В.Ю., Цыганов A.M. — В сб.: Тезисы докладов Всесоюзн. межвузовской конф. «Газотурбинные и комбинированные установки». М., 1983. с. 143-144.

46. Исследование основных характеристик камеры сгорания изделия 85: Отчет о НИР (закл.) / КуАИ. Рук. Ковылов Ю.Л. Тема 62-289. №ГР Г14916. - Куйбышев, 1989. - 94с.

47. Исследование процессов смешения в камере сгорания ГТД. Novick A.S., Arvin J.R., Quinn R.E. «Development of gas turbine combustor dilution zone design analisys». J. Aircraft, 1980, 17, №10, 7 pp. ill. (англ.)

48. Исследование рабочего процесса малоразмерной камеры сгорания. -Отчет о НИР (закл.) / КуАИ. Рук. Ланский A.M. Тема 62-287. №ГР •01870025440. - Куйбышев: КуАИ, 1988. -114с, ДСП.

49. Исследование распространения прямоугольной струи под углом к потоку. Адилбеков М.А., Темирбаев Д.Ж., Тонконогий А.В. «Рабоч. процессы и усоверш. теплотехн. устройств и электр. систем» (Алма-Ата), 1977, №9, -с.55-62.

50. Исследование численным методом поля течения в камере сгорания с отверстиями для подачи вторичного воздуха. A numerical study of flow in a combustor with dilution holes. Shyy W., Braaten M.E., Correa S.M. «А1АА Pap.», 1986, №57, 14 pp., ill.

51. Исследования технологии авиационных ГТД малой мощности. An overview of the small engine component technology (SECT) studies. Vanco M. R., Wintucky W.T., Niedzwiecki R.W. «А1АА Pap.» 1986, №1542, 18 pp., ill. (англ.)

52. Камера сгорания ГТД. Gerrard Alan Joseph. Combustion chambers for gas turbine engines Joseph Lucas (Inds) Ltd. Англ. Пат., кл. F1L, (F23 г 1/10), № 1278590, заявл. 11.09.69, опубл. 21.06.72.

53. Камотани А., Гребер Ф. Экспериментальное исследование турбулентной струи, вдуваемой в сносящий поток. // Ракетная техника и космонавтика, 1972, №11. - с.43-54.

54. Кокс, Тиллер, Летурно. Улучшение равномерности температурного поля в основной камере сгорания двигателя F100. Энергетические машины, 1981, т. 103, №4, с. 140-151.

55. Колосков А.С., Онищик И.И. Исследование влияния подвода воздуха через систему охлаждения камеры сгорания на эпюру температур газа перед турбиной. В сб. науч. Тр. - М.: МАИ, 1983, -с. 17-22.

56. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД. М.: Мир, 1986.- 566с.

57. Малоразмерные ТРДД фирмы Rolls-Royce. Kleiner turbofan von Rolls-Royce /Hillebrand Helga L //. Flug Rev. 1989 - №8 - c.83 - Нем.

58. Маршак IO.Jl., Белиловский Ю.Б., Темирбаев Д.Ж., Сакипов К.Е. Экспериментальное исследование пристенных струй в закрученном сносящем потоке. «Теплоэнергетика», 1988, №3, с.29-31.

59. Математическая модель веерной струи газа в сносящем потоке. Кухто А.Н., Макеев В.И., Чугуев А.П. «Пожар, профилакт. технолог, процессов в пром-сти». М., 1987, 45-51 (рус.)

60. Метод предварительного проектирования камеры сгорания ГТД. Turbine combustor preliminary design approach / Mellor A.M., Fritsky K.J. // J. Propcel. and Power 1990 - 6, №3 - c.334-343 - Англ.

61. Методы и техника измерений параметров газового потока (приемники давления и скоростного напора). Петунин А.Н. М., «Машиностроение», 1972, 332с.

62. Модель течения в круглой струе, развивающейся в поперечном потоке. Решение задачи о начальном участке. Гиршович Т.А. «Инж. физ. ж.», 1988, 54, №6,905-912 (рус; рез. рус, англ.)

63. Монджио, Рейнольде, Сринивасан. Многомерное моделирование горения в газотурбинном двигателе. Применение и ограничение // Ракетная техника и космонавтика. 1987. - №3. - с.31-47.

64. Отработка характеристик камеры сгорания изделия 83. Обобщение результатов исследований рабочего процесса: Отчет о НИР (закл.) / КуАИ. Рук. Ланский A.M. Тема 62-291. Инв. №45-1. -Самара, 1992. - 344с, ДСП.

65. Онищик И.И. Исследование процесса смешения в модели смесителя кольцевой КС. Теплоэнергетика, 1973, №1, с.55-58.

66. Онищик И.И., Колосков А.С. О распределении температур в однорядной системе поперечных струй. // Горение в потоке: Меж-вуз. сб. -Казань: КАИ, 1982 с.98-104.

67. Основные направления стабилизации характеристик смесеобразования системы поперечных струй в ограниченном потоке. Спиридонов Ю.А., Галицкий Ю.Я. «Сб. науч. тр. Моск. энерг. ин-т.»1986, №113, с.50-54 (рус.)

68. Особенности формирования температурного поля газового потока в кольцевых камерах сгорания при работе на газообразном топливе. Христич В.А., Любчик Г.Н., Шевченко A.M., Озеров А.А., Диденко В.И. «Энерг. машиностр.» (Харьков), 1988, №46, 45-49 (рус.)

69. OCT 1.00411-81. Камеры сгорания основные газотурбинных двигателей. Методы обработки результатов измерения полей температуры газа. — 4с.

70. ОСТ 1.01134-86. Камеры сгорания основные газотурбинных двигателей. Метод определения поля температуры газа на выходе из основной камеры сгорания при автономных испытаниях. 16с.

71. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Мир, 1984. — 150с.

72. Полякова М.В. Оценка неравномерности радиальной эпюры средних температур газа на выходе из камеры сгорания ГТД. — Труды ЦИАМ, №1167, 1986.-11с.

73. Полякова М.В. Связь неравномерности поля температуры газа на выходе из кольцевых камер сгорания ГТД с потерями полного давления в них. Труды ЦИАМ, №987, 1982. - Юс.

74. Полякова М.В. Статистический анализ и обобщенные зависимости неравномерности полей температуры газа перед турбиной от основных параметров камер сгорания ГТД. Труды ЦИАМ № 891, 1980.-44с.

75. Пономарев Б.А., Тихонов A.M. Малоразмерные газотурбинные двигатели: Настоящее и будущее. Конверсия в машиностроении, 1994, № 1, с. 12-16.

76. Проблемы оптимизации процессов в камере сгорания ГТД //Нихонracy табин гаккайси = J. Gas. Turbine Soc. Jap. .- 1988. -16, №63.-c. 107-144 .-Яп.

77. Программа создания многоцелевой малоразмерной ВСУ фирмы Garret. Garret Multipurpose Small Power Unit (MPSPU) program - status / Kidwell J.R. // SAE Techn. Pap. Ser. - 1988 - №881502- с 1-8 - Англ.

78. Проект камеры сгорания малоразмерного ГТД с расходом рабочего тела 0,3 кг/с. / Ланский A.M., Абрашкин В.Ю., Семенов А.В., Фетисов

79. B.И., Цыганов A.M., Шамбан М.А. В сб.: «Проблемы и перспективы развития двигателестроения в Поволжском регионе»: Доклады на междунар. научн.-технич. конф. Самара: СГАУ, 1997.-е. 191-197.

80. Проектирование и экспериментальная проверка камеры сгорания ТРДД. Design and test verification of a combustion system for an advanced turbofan engine. Sanborn J.W., Lenetz J.E., Johnson J.D. "AIAA Pap.", 1987, №1826,1-9 (англ).

81. Пчелкин Ю.М. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1984. - 280с.

82. Пчелкин Ю.М. Камеры сгорания ГТД: Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. М.: МВТУ, 1984. - 92с.

83. Рабочий процесс и расчет камер сгорания газотурбинных двигателей (А.И. Михайлов, Г.М. Горбунов, В.В.Борисов и др.) /Труды МАИ, вып. 106-М.: Оборонгиз, 1959. 286с.

84. Рабочий процесс камер сгорания малоразмерных ГТД, проблемы и некоторые пути повышения его эффективности. /Лукачев В.П., Ланский A.M., Абрашкин В.Ю., Диденко А.А., Зубков П.Г., Ковылов Ю.Л., Матвеев

85. C.Г., Цыганов A.M. Шамбан М.А., Яковлев В.А. // Вест. СГАУ. Сер.: Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей. Вып. 1;

86. Самар. гос. аэрокосм, ун-т, Самара, 1998. с. 11-39.

87. Разработка схем первичной зоны камер сгорания малоразмерных ГТД / R.E. Sullivan, A.S. Novick, G.A. Miles // Новости зарубежной науки и техники. Серия: Авиационное двигателестроение, 1984, №9.-с. 19-23.

88. Распространение воздушной струи в поперечном вихревом потоке. Characteristics of Air Jets Discharging Normally info a Swirling crossflow. Ahmed Saad A., So Ronald M.C. «AJAA Journal», 1987, 25, №3, 429-435 (англ.)

89. Расчет смешения струй. Perspectives on dilution jet mixing. Holdeman J.D., Srinivasan R. «А1АА Pap», 1986, №1611, 30 pp., ill. (англ.)

90. Рудаков O.A., Саркисов A.A., Саливон Н.Д. Сигалов Ю.В. Конструкция, теория и расчёт камер сгорания ГТД: Учётное пособие, часть 1. С. Петербург, гос. техн. ун-т, 1993. 170с.

91. Расчет температурного профиля пристенной струи в зоне смешения камеры сгорания ГТД с учетом переменной теплоемкости газа. Деменков С.Г. «Изв. вузов. Авиац. техн.», 1988, №1, 26-31 (рус.)

92. Результаты экспериментальных исследований камеры сгорания изделия 83: Отчет о НИР (закл.) / КуАИ. Рук. Ланский A.M. Тема 62-289. -№ГР У61190. Куйбышев, 1990. - 97с.

93. Рекомендации отраслевого научно-технического совещания •«Технологичность конструкции и особенности технологии производства малоразмерных газотурбинных двигателей (МГТД)» -Омск, НИИД, 16-18 октября 1990. 5с.

94. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971. 192с.

95. Смеситель двух потоков: А.с. 1574996 СССР, МКИ F 23 D 14/62,

96. F 23 R 3/04/ Бакланов K.O., Журавский B.A., Гавриленко Ю.Г. -№4429946/24-06; Заявл. 25.05.88; Опубл. 30.06.90, Бюл. №24.

97. Смеситель камеры сгорания ГТД Хиросэ Фумиюки, Иидзука Нобуюки; К. к. Хитати сэйсакусе. Заявка 59-208130, Япония. Заявл. 12.05.83, № 58-81792, опубл. 26.11.84. МКИ F 02 С 3/14, F 02 С 7/00.

98. Совершенствование метода расчета характеристик температурного •поля на выходе основной камеры сгорания ГТД. Improving the development proess for main combustor exit temperature distribution /Widener S. // AIAA Pap. 1989 - №2804 - с 1-9 -Англ.

99. Совершенствование рабочего процесса камеры сгорания изделия 85: Отчет о НИР (заключительный) / Куйбышев, авиац. ин-т. (КуАИ). Рук. Ковылов Ю.Л., тема 69-290. №ГР. У64614. - Куйбышев, 1990-98с.

100. Состояние и перспектива развития газотурбиностроения в СССР и за рубежом // Зарубежная экспресс-информация. 1982. — 125с.

101. Спиридонов Ю.А. К расчету процессов смешения в поперечных струях. Теплоэнергетика, 1980, №2. - с.50-52.

102. Спиридонов Ю.А., Галицкий ЮЛ. Исследование влияния режимных и геометрических параметров камеры смешения на характеристики смесеобразования. НИИ Эинформэнергомаш, №49-др., 1979.

103. Спиридонов Ю.А., Галицкий Ю.Я. О закономерностях смешения в сносимых струях. В сб.: «Процессы в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей». Казань: КАИ, 1986. с.57-63.

104. Спиридонов Ю.А., Галицкий Ю.Я. О закономерностях смешения поперечных струй. ИВ УЗ. «Авиационная техника», 1982, №3 - с.78-82.

105. Спиридонов Ю.А., Галицкий Ю.Я. Об интенсивных характеристиках смешения при поперечной подаче струй. В сб. «Горение в потоке». Казань:1. КАИ, 1982, с.85-91.

106. ИЗ. Спиридонов Ю.А., Гальцев В.Н. Влияние площади отверстий в головке жаровой трубы на окружную неравномерность температурного поля газа на выходе из камеры сгорания ГТУ. -Теплоэнергетика, 1972, №2. — с.51-54.

107. Спиридонов Ю.А., Изотов Э.П. К вопросу смешения системы струй в поперечном ограниченном потоке. Теплоэнергетика, 1976, № 1.-е. 14-17.

108. Спиридонов Ю.А., Мащенко И.Г., Талантов А.В. К вопросу о параметрах, описывающих процесс в зоне смешения камер сгорания ГТД. Труды КАИ, вып. 167,1974. с. 154-163.

109. Спиридонов 10.А., Тинчурин Ф.З., Галицкий Ю.Я., Степанов А.А. К расчету устройств при поперечной подаче струй. В сб. : «Горение в потоке». Казань: КАИ, 1982, с.78-84.

110. Способ контроля степени неравномерности температурного поля газотурбинного двигателя: А.с. 628743 СССР, МКИ F 02 С 9/28 / Чередниченко В.А., Палиенко В.Е., Комар Г.П. и др. №2078907/25-06; Заявл. 28.11.74; Опубл. 23.08.90, Бюл. №31.

111. Сторожук Я.П. Камеры сгорания стационарных газотурбинных и парогазовых установок. JL: Машиностроение, 1978. - 232с.

112. Струя в спутном потоке. Агулыков А., Сейтбеков Т. «Рабоч. .процессы и усоверш. теплотехн. устройств и электр. систем» (Алма-Ата),1977, №9, с.63-66.

113. Темирбаев Д.Ж. Исследование распространения осесимметричной струи газа в сносящем потоке и его приложении к расчету смесителей КС газовых турбин. /Дисс, Алма-Ата, 1968. 125с.

114. Тенденции развития авиационных ГТД малой мощности. Small engine propulsion readiness for the 21st century. Alkorta J. А. «А1АА Pap.», 1986, №1624, 7 pp., ill. (англ.)

115. ТРД Teledyne CAE Model 373 для беспилотных летательных аппаратов. Development of the Model 373 Turbojet Engine. Due H.F. «А1АА Pap.» 1987, №1908, 1-7 (англ.)

116. Халатов A.A., Еременчук B.A. Влияние распределения топлива по форсункам на температурное поле перед газовой турбиной в установке ГТ 35-770. - Пром. теплотехника, 1986, т.8, №6, с. 77-80.

117. Характеристики температурных и концентрационных полей в модельном отсеке кольцевой камеры сгорания. Scalar characteristics ofcombusting flow in a model annular combuster. Bicen A.F., Senda M., Whitelaw J.H. «ASME. Pap.», 1988, № GT14, 1-10 (англ.)

118. Холдмен Дж. Д., Сринивасан Р. Расчет смешения струи, вдуваемых в поперечный поток. // Тр. амер. общ-ва инж. механ. Аэрокосмическая техника, 1986. - №10. - с.41-49.

119. Холдмен Дж. Д., Сринивасан Р., Беренфелд А. Экспериментальное исследование смешения потока со струями при поперечном вдуве / Тр. амер. общ-ва инж. механ. Аэрокосмическая техника, 1985.-№7.-с.95-105.

120. Холдмен Дж. Д., Уокер. Смешение ряда струй с поперечным потоком, ограниченным стенками. Ракетная техника и космонавтика, 1977, №2.-с.138-145.

121. Шандоров Г.С. Истечение из канала в неподвижную и движущуюся среду. -ИФЖ, 1957, т.27, с. 156-179.

122. Шандоров Г.С. Расчет оси струи в сносящем потоке. ИВУЗ. «Авиационная техника», 1966, №2.-с.100-104.

123. Шеклтон. Вихревая камера сгорания для газотурбинной генераторной установки «Джемини» мощностью 10 кВт // Tr. ASME, Сер.А.-1981.-№1.-с. 17-27.

124. Шец Дж. Турбулентное течение. Процессы вдува и перемешивания. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. - 247с.

125. Экспериментальное исследование смешения струй в ограниченном пространстве. An experimental study of confined jet mixing. Gosman A. D., Simitovic R. «Chem. Eug. Sci.», 1986, 41, №7, 1853 1987 (англ.). Место хранения ГПНТБ СССР.

126. Экспериментальное определение времени пребывания газа в зоне рециркуляции вихревых стабилизаторов пламени /Абрашкин В.Ю., Мещеряков В.П., Розно В.Г., Цыганов A.M. В сб. Горение в потоке: Казань, 1982 - с. 31-35.

127. Экспериментально-теоретическое исследование высокотемпературных камер сгорания ВРД: Копия отчета о НИР. — М.: ВНТИЦ, №ГР79044763.- 1980.- 160с.

128. Янковский В.М., Евин О.А., Григоренко П.П., Дятлов И.Н. Анализ возможности доводки неравномерности температурного поля основных КС путем изменения режима работы первичной зоны. ИВУЗ,

129. Авиационная техника», 1981, №3, с. 104-107.

130. А. В. Wasell, The Design and Development of High Performance Combustors, Lecture Series 93, Von Karman Institute of Dynamics, Belgium, 1977.

131. Bruce T.W., Mongia H.C., Reynolds R.S. Combustor desing criteria validation // Airesearch Manufacturing Co. of Arisona, Phoenix, Rept. 75-211682 (38), March, 1979.

132. D.C. Dryburgh, A Statistical Method for the Analyses of Rig Traverse Measurements on Annular Combustion Chambers, Second International Symposium on Air-Breathing Engines, 1974.

133. Keffer J.F. Baines W.D. The round turbulent jet in a cross wind. J. Fluid Mech., 1963, v. 15.,-pp. 33-40.

134. Patankar S.V., Spolding D. A computer Model for Three Dimensional Flow in Furnaces // 14th Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute. Pittsburgh. - 1973 -pp. 605-614.

135. Patankar S.V., Spolding D.B. A Calculation procedure for Heat, Mass, and momentum Transfer in Three Dimensional parabolic Flows // International Journal of Heat and Transfer. - 1972. - v. 15, Oct. - pp. 1787-1806.

136. R. Thompson and A.V. King, The Statistical Analyses of Combustion Chamber Profiles, in E. R. Norster (ed.). Cranfield International Symposium Series, vol. 11, Pergamon, New York, 1971.

137. Riddlebaugh S.M, Norgren СТ. Исследование характеристик камеры сгорания малоразмерного двигателя, имеющей различные топливные форсунки /ЦИАМ// Новости зарубежного двигателестроения. 1986.№10.-с. 12-16.