автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Разработка методических основ газодинамической стабилизации фронта пламени поточных камер сгорания на закрученных высокоэнтальпийных струях

На правах рукописи

Ахмед Мамо Демена

РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ФРОНТА ПЛАМЕНИ ПОТОЧНОЫХ КАМЕР СГОРАНИЯ НА ЗАКРУЧЕННЫХ ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНЫХ СТРУЯХ

Специальность 05 07 05 - Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

О 2 О ИТ 2008

Рыбинск-2008

003448366

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П А Соловьева

Научный руководитель

заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Пиралишвили Шота Александрович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Бирюк Владимир Васильевич

Ведущая организация

кандидат технических наук, доцент Христофоров Игорь Леонидович ОАО «НПО «Сатурн»

Защита состоится -Л- 2008 года в -ЛГ часов на заседании

диссертационного совета Д 212 210 01 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П А Соловьева по адресу 152934, г Рыбинск, Ярославская область, ул Пушкина, 53

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственнго образовательного учреждения высшего профессионального образования Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П А Соловьева

Автореферат разослан « -/2.» 2008 г

Ученый секретарь

диссертационного совета -1«---""" Конюхов Б М

Актуальность темы

Применение газотурбинных двигателей (ГТД) не только в авиации, судостроении и наземном транспорте, но и при создании наземных установок обусловлено их большой мощностью при относительно малых габаршах и весе Разработка ГТД неразрывно связана с задачей создания высокотемпературных малоэмиссионных камер сгорания (КС) За последние десять лет существенно повысились экономичность газотурбинного двигателя и их экологические характеристики, определяемые совершенством отдельных узлов и, в частности, камерой сгорания Существенное влияние на гидравлические и эмиссионные характеристики камер оказывает устройство стабилизации пламени Последние исследования в области стабилизации пламени в потоке смеси доказывают, что наибольшим потенциалом обладает газодинамическая стабилизация

Согласно опытным данным эффективность газодинамического стабилизатора повышается, если для создания зон рециркуляции использовать поперечный вдув закрученных струи топливовоздушной смеси или продуктов сгорания со стенки камеры Это позволяет повысить температуру рабочего процесса, а также управлять работой камеры изменением соотношения параметров стабилизирующих струй и основного потока топливовоздушной смеси, без изменения геометрии камеры и качества распыливания топлива. Интенсификация процессов переноса за счет закрутки ведет к увеличению полноты сгорания и сокращению протяженности зоны горения При достаточном температурном уровне стабилизирующей струи возможно осуществить запуск камеры только от энергии струи В совокупности эти меры позволят упростить конструкцию камеры сгорания и управление ее рабочим процессом Эффективность работы камеры сгорания с газодинамической стабилизацией вдувом струй со стенки зависит от характеристик устройства, генерирующего струю-стабилизатор Для этих целей может быть предложено вихревое горелочное устройство (ВГУ), спроектированное по методике, разработанной в РГАТА

Обобщая вышеизложенное, можно сделать заключение о необходимости углубленного изучения процесса поперечного вдува закрученной высокоэнталышиной струи в сносящий поток, исследования возможности запуска КС от энергии системы струй, проектирования вихревых горелок и исследования влияния режима работы и параметров устройства для создания стабилизирующих струй на характеристики КС Цель работы

Численно и экспериментально подтвердить возможность газодинамической стабилизации фронта пламени в потоке топливовоздушной смеси при поперечном вдуве системы высокоэнтальпийных закрученных струй продуктов сгорания

Направление исследований

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач

1 Изучить процесс поперечного вдува закрученной высокоэнтальпийной струи в сносящий поток

2. Спроектировать и изготовить вихревые горелки, генерирующие стабилизирующие струи продуктов сгорания

3 Численно и экспериментально исследовать рабочий процесс вихревой горелки и влияние ее режимных и геометрических параметров на характеристики факела продуктов сгорания

4 Численно исследовать аэродинамику взаимодействия систем высокоэнтальпийных закрученных струй со сносящим потоком и определить наиболее эффективные режимы для проведения физического эксперимента

5 Экспериментально определить пусковые и срывные характеристики прямоточной камеры сгорания со стабилизацией поперечным вдувом систем высокоэнтальпийных закрученных струй

6 Экспериментально исследовать влияние режима работы и параметров вихревого воспламенителя на стабилизацию пламени и характеристики прямоточной КС

Методы исследований

Для решения поставленных задач использованы основополагающие закономерности термогазодинамики, физики процессов горения, теории подобия и размерностей, требования к постановке теплофизических опытных исследований, методы численного моделирования турбулентных течений Достоверность и обоснованность полученных результатов Достоверность полученных результатов обеспечивается корректным применением уравнений термогазодинамики, положений теории подобия и размерностей, постановкой экспериментальных исследований с применением метрологически аттестованного оборудования Подтверждается совпадением расчетных и опытных данных с результатами исследований других авторов На защиту выносятся*

- результаты численного и экспериментального исследования рабочего процесса вихревого воспламенителя и влияние режимных и геометрических параметров горелки - воспламенителя на характеристики факела продуктов сгорания,

- результаты численного и экспериментального исследования процесса газодинамической стабилизации поперечным вдувом систем высокоэнтальпийных закрученных струй на модели прямоточной камер сгорания Научная новизна

Теоретически и экспериментально обоснован метод запуска поточной камеры сгорания и стабилизации фронта пламени в ней поперечном вдувом системы высокоэнтальпийных закрученных струй, разработана и реализована конструкция вихревой горелки для их реализации, новизна которой подтверждена патентом

Практическая ценность

Практически на модели КС опытном путем доказана возможность запуска и стабилизации фронта пламени на системе поперечно вдуваемых высокоэнтальпийнийных закрученных струях Апробация работы

Основные результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались

на следующих конференциях

- Международной школе конференции молодых ученых аспирантов и студентов имени П А Соловьева и В Н. Кондратьева «Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений», г Рыбинск, 2006 г ;

- Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения», г Самара, 2006 г

Публикации

По материалам диссертации опубликованы 1 статья в издании, утвержденном ВАК, 4 докладов в трудах конференций Структура н объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяш глав, заключения, списка используемых источников Работа изложена на 137 страницах машинописного текста и 63 рисунков Список используемых источников включает 81 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность исследуемого вопроса, сформулированы задачи исследования, перечислены основные положения работы, определяющие научную новизну и практическую значимость проведенных исследований

Первая глава посвящена анализу способов стабилизации фронта пламени в потоке, рассмотрены возможности их применения в КС авиационных двигателей Совокупная оценка эффективности стабилизатора, включающая диапазон устойчивой работы по скорости и составу смеси, надежность, сложность конструктивного исполнения, степень влияния стабилизатора на характеристики камеры сгорания, показала целесообразность применения газодинамической стабилизации пламени Использование для стабилизации струй газа, вдуваемых со стенки КС, освобождает проточную часть от подверженных износу вспомогательных конструкций, создающих дополнительное гидравлическое сопротивление на рабочих режимах В связи с этим теоретическое и экспериментальное исследование взаимодействия закрученных струй в сносящем потоке является актуальной задачей В качестве генератора стабилизирующей струи предложено спроектировать и изготовить вихревое горелочное устройство по методике, разработанной в РГАТА Отличительной особенностью устройства является повышенная надежность высотного запуска, которая достигается реализацией эффекта вихревого энергоразделения и сравнительно большая тепловая мощность факела продуктов сгорания необходимая для воспламенения топливовоздушной смеси в широком диапазоне изменений коэффициента избытка воздуха сносящего потока. Для определения диапазона возможных режимов работы КС с газодинамической стабилизацией необходимо экспериментально изучить зависимость параметров струи-стабилизатора от режима работы вихревого горелочного устройства, что требуют численной и экспериментальной проверки работы газодинамического стабилизатора такого рода при вдуве системы закрученных струй

Вторая глава посвящена численному моделированию трехмерного течения в вихревом воспламенителе, основной целью которой являлось установление

области изменения режимных и геометрических факторов, при которых применение рассматриваемых методов эффективно, что позволило существенно сократить число экспериментов и определить область экспериментального поиска необходимых соотношений и данных

Для численного расчета использовался комплекс вычислительной гидрогазодинамики СРХ Основываясь на анализе применения различных моделей турбулентности при моделировании течения в закрученном течениях, для расчета выбрана к-® модель турбулентности, с использованием которой было получено наилучшее приближение к экспериментальным данным Граничные условия задавались по результатам предварительных продувок и проведенных ранее исследований

Исследованы три варианта воспламенителя Первый вариант вихревой воспламенитель длинной вихревой камеры 90к со сверхзвуковым соплом без диафрагмирования, второй вариант вихревой воспламенитель длинной вихревой камеры 9Бк с дозвуковым соплом и диафрагмированием, третьей вариант вихревой воспламенитель длинной вихревой камеры 70к с дозвуковым соплом и диафрагмированием Результаты расчета представлены на рис 1 - 7 В объеме вихревой камеры четко различаются два вихря - периферийный и приосевой, перемещающиеся в противоположных направлениях вдоль оси Первый от соплового ввода к торцевой части горелки, второй - в обратном направлении Распределение параметров осредненного потока существенно неравномерно, как по сечению, так и по длине камеры Численный расчет показал, что нестационарное взаимодействие масс газа, вращающихся на различном расстоянии от оси, в результате влияния развитой крупно и мелкомасштабной турбулентности, приводит к образованию вторичных вихревых структур и формированию прецессирующего вихревого ядра потока (рис 4-5) На рис 5 показана зависимость числа Маха рассчитанного по среднерасходной полной скорости в критическом сечении и на срезе сопла-диафрагмы, от степени расширения л* Степень расширения представляет собой отношение полных давлений на входе в горелку и на срезе сопла-диафрагмы л*=Р*вх /Р ВЬ1Х На третьем варианте, при значении 7г*~3,1 в критическом сечении скорость плавно приближается к местному скорости звука рис 5 На рис 6 показана зависимость числа Эйлера Ей, характеризующего рост коэффициента гидравлических потерь от числа Яе Сравнение трех вариантов показывает что большой коэффициент гидравлических потерь обладает первый вариант причиной этому является переход через скорость звука Сравнительно низкий коэффициент гидравлических потерь обладает вариант 3 Это объясняется сравнительно короткой длиной вихревой камеры

-2

; • • •• 1 •Т :

..1111 л 1 1 1 ----- ....

О 0.2 0.4 0.6 у/К 1

Рис. 1. Зависимость полной скорости от радиуса камеры по длине проточной части. 1- на расстоянии ь/0к=0: 2- на расстоянии Ь/Бк=2, 7с*=3,25; Рвх*= 0,6 МПа; Твх* = 323 К; Рс = 0,1; Уах1э= 150м/с -значение полной скорость на оси при 1_/Ок=0

Рис.2. Зависимость осевой скорости от радиуса камеры по длине проточной части. 1 - на расстоянии Ь/Е>к=0; 2- на расстоянии №2, я*=3,25; Рвх* = 0,6 МПа; Твх*= 323 К, Р = 0,1, Уах15=150 м/с -значение осевой скорости на оси при ЬЯ)к=0

Ь/Ок = 2

Ю+1/4Т 1о+1/2Т Ю+3/4Т Ю+Т

1_ГОк = 4

Рис. 3. Линии тока в вихревой камере для Рис. 4. Визуализация прецессирующего вихревого трех моментов времени ядра в вихревой камере воспламенителя

Ри' = 0,55МПа,_7с*=3,29, Тк*= 323 К, т1*=3,29, Ти* = 323 К, Тс = 0,1

Рс = ОД Ю - произвольный момент времени

Т - период прецессирующего вихревого ядра

1.2

м М

0.8 0.6 0.4 0.2 0

>—Мкр

: Мвых ¡7

£

- А уГ & ...Л-"'

... .....— • . > . ни

4.5 Ей

4

3.5 3 2.5 2 1.5

1

....... Л

#

J

: А— ■ — ч — • • . . , ,

1 1.5 2 2.5 3 л* 4

5000 10000 15000 20000 йе 30000

Рис. 5. Зависимость числа Маха в критическом и выходном сечении сопла от степени расширения Тк" = 323 К, Тс =0,1 вариент2

Рис. 6. Зависимость числа Эйлера от числа Рейнольдса Т,х* = 323 К, 7~с - ОД 0 - вариант 1, о - вариент2 и Д - вариантЗ

На рис. 7 показана зависимость числа Эйлера Ей, характеризующего рост коэффициента гидравлических потерь от числа Р1е. Сравнение трех вариантов показывает что большой коэффициент гидравлических потерь обладает первый | вариант причиной этому является переход через скорость звука. Сравнительно низкий коэффициент гидравлических потерь обладает вариант 3. Это объясняется ' сравнительно короткой длиной вихревой камеры.

Выполненное численное моделирование аэродинамических особенностей ^ эволюции закрученного потока в ограниченном осесимметричном канале, и связанные с ней сопутствующие явления организации трехмерных турбулентных структур различного масштаба и интенсивности, позволило получить картину развития течения, а также найти распределение полей термогазодинамических параметров по объему проточной части вихревой горелки.

Определенные в результате исследования характеристики прецессии приосевого , квазитвердого ядра приосевого течения и крупномасштабных вихревых структур, развивающихся в потоке, позволили обосновать условия стабилизации фронта пламени в горелке. Показана возможность аэродинамической стабилизации волны г реакции, за счет организации в зоне воспламенения квазистационарного парного , тороидального вихря, динамику которого не нарушает прецессия приосевого потока, затухающая на меньшей относительной длине, при всех значениях I степени расширения. Наиболее надежным вариантом с точки зрения воспламнения и стабилизации фронта пламени является второй вариант -воспламенитель длинной вихревой камеры 90к и дозвуковым соплом.

9

Анализ полученных результатов позволил выбрать для проведения экспериментального исследования второй вариант воспламенителя. В третьей главе приводятся данные исследований вихревых горелочных устройств. В задачу исследования входил подбор оптимального сочетания режимных параметров устройств для целей стабилизации пламени. Исследования проведены на вихревой горелке с диаметрами вихревой камеры 38 мм. В опытах исследовались распределения параметров торможения в факеле продуктов сгорания, определялись срывные характеристики вихревой горелки. В экспериментах использовались термопары типа платина-платинородий с открытым рабочим спаем диаметром ~ 0,4 мм. Максимальная относительная погрешность измерения температуры составляла 10 %, давления — 8 %. Диапазон изменения режимных параметров: давление на входе в устройство 0,12 - 0,3 МПа; коэффициент избытка воздуха а =0,3-^3,0. Температура на входе в горелку 295 К. Срывная характеристика малоразмерного вихревого воспламенителя представлена на рис. 8. Вихревой воспламенитель устойчиво работает при давлениях воздуха на входе от 0,12МПа до 0,2МПа, развиваемая при этом максимальная относительная тепловая мощность факела 3,1 при а~0,8, а минимальная относительная тепловая мощность равна 0,23 при а=3. На удалении ~ 2,5 калибров от среза сопла течение в факеле становится автомодельным. Падение максимальной температуры и максимальной скорости на оси происходит обратно пропорционально удалению от среза сопла (рис. 9).

3

а 2 1.5 1 0.5

пг :

1

А ¡4 ^ 1

■■■■■■■

■ > I_■ ■• 1| — .........

1600

Т*т о

кс

юоо 800 600

□ •

-.......Щ-

□

12000016200020400С

Р* Па

88000

0 2 4 6 : х/с1 э 12

Рис. 9. Изменение максимальной 0 ратуры вдоль оси

□-вихревой воспламенитель с камерой 38мм, = 0.025 = 0,316, Р*ч = 0,204МПа, о=1,5 •-Р*х = 0,ЗМПа, а = 1,3 поданным[21] Изменение состава смеси в ту или в другую сторону ведёт к снижению температуры (рис. 10). Температура факела ВГУ имеет максимум по составу смеси в диапазоне а я 0,8 -ь 1,0. Максимальная видимая длина факела продуктов сгорания соответствует максимуму температуры на срезе сопла вихревого воспламенителя. Предварительные опыты по стабилизации пламени в сносящем

Рис. 8. Срывные характеристики вихревых горелочных устройств А-бедный срыв,» -богатый срыв ВГУ с камерой 38мм, Гс = 0.025 г, =0,316

потоке при вдуве со стенки камеры продуктов сгорания данного воспламенителя показали, что развиваема мощность пламени воспламенителя достаточна для восполнения топливовоздушной смеси в широком диапазоне изменения коэффициент избытка воздуха основного потока а^

Четвертая глава посвящена численному моделированию аэродинамики трехмерного течения в модели прямоточной камеры сгорания для изучения структуры потока и процесса взаимодействия между системой струй и сносящим потоком, основной целью которого являлось установление области изменения режимных и геометрических факторов, при которых применени рассматриваемых методов эффективно, что позволило существенно сократит число экспериментов и определить область экспериментального поиск необходимых соотношений и данных Основное внимание уделялось влияни угла вдува струй рст, числа струи п и скорости струи vcx

Для численного расчета использовался комплекс вычислительной гидрогазодинамики CFX Основываясь на анализе применения различных моделей турбулентности при моделировании течения в закрученном течениях, для расчета выбрана к-<в модель турбулентности, с использованием которой было получено наилучшее приближение к экспериментальным данным Граничные условия задавались по результатам проведенных ранее исследований Модель представляет собой камеру прямоугольного сечения (0,11 м х 0,148 м) длинной 0,3 м Отверстия, для подвода стабилизирующих струй, диаметр которых равен 0,012 м, находятся на расстоянии 0,125 м от входа основного потока

Для анализа взаимодейс1вия закрученной струи со сносящим потоком выполнен расчет для струи, вдуваемой в воздушный поток На решение наложень граничные условия скорость воздушного потока на входе в канал voc=32 м/с, полная температура воздушного потока Т^. = 295 К, статическое давление н выходе из камеры Рвых=101325 Па, скорость стабилизирующей струи менялась vCT =(150 - 300) м/с, уюл ввода стабилизирующей струй менялся рст(30°, 45°, 60° 90°, 120°, 135°, 150°), использовались одна или две струи, диаметр струи do=0 01 м, полная среднемассовая температура стабилизирующей струи Т*ст=1600 К По результатам расчета видно (рисунок 12 - 14), что струя, вдуваемая воздушный поток, является для него своеобразным плохообтекаемым телом приводящим к видоизменению самой струи, что ранее было определен экспериментально [5] Под воздействием сносящего потока струя деформируется ее ось изгибается Это наблюдается во всех вариантах вдува струи Но диапазо! рециркуляционной зоне больше когда рсг=135° и вдуваются две струи. На рис 16 видно, что поперечное сечение приобретает подковообразную форму По мере удаления от места вдува по направлению оси Y, при начальной скорост

вдува200 м/с, течение становится равномерным примерно на расстоянии у/с10=3.5; когда как при скорости 300м/с это наблюдается на расстоянии у/ё0=5 при равных остальных условий. В центральной части сечения наблюдается значительное снижение скорости, где возможна стабилизация фронта пламени.

\zelofity (Сотой- 1) з. юкмоог

Рис. 13. Распределение полной скорости на

плоскости ХОУ г=0.074м, Рст =120°, уст=300т/с, уос=32т/с, Т*ст=1600 К, т; = 295 К., (1о=0.012м

Рис. 12. Распределение полной скорости на

плоскости ХОУ г=0.074м, рст=90°, уп=ЗООш/с, у0С=32ш/с, Т*ст=1600 К, Т^. = 295 К, ¿о=0.012м

у/с1о=0.83 у/а0=1.67

Рис. 14. Распределение полной скорости на плоскости ХСК 11=0,11м -высота камеры, Рст=90°, уст=200ш/с, у0С=32т/с, Т*п=1600 К, Т^ = 295 К,

ёо=0.012м

В поперечном сечении струи образуется пара вихрей, закрученных в противоположные стороны (рис. 15). По мере продвижения струи в поток вихри вырождаются и становятся практически незаметными. Коэффициент потери полного давления при вдуве двух струй почти два раза больше чем при вдуве одиночной струи. Это объясняется тем что степень перекрытия проточной части двумя струями больше чем при одной оказывая при этом гидравлическое сопротивление. По мере увеличения угла вдува коэффициент потери полного давления тоже вырастает вначале плавно(до 90°) а затем резко. Самое большое его значение (£*=0,39) наблюдается, когда вдуваются две струи под углом ¡3^=135°. Результаты расчета показали, что коэффициент потери полного давления тем больше чем больше угол вдува. Его максимальное значение достигается 0,39 при вдуве двух струй под углом

135°. Скорость струи также влияет на коэффициент потери полного давления. При увеличении скорости струи увеличиваются потери полного давления. Для стабилизации пламени доминирующие влияние оказывает зона рециркуляции. Существенно широкая зона рециркуляции наблюдается при вдуве двух струй под углом ввода 135°.

■ж

■4V

Рис. 15. Вектор осредненной скорости в сечениях h=0,11 м -высота камеры, y/h=0.09,PCT = 120°, vCT=200m/c, =32m/c, Т*ст=1600 К, Т; = 295 К, <1(>=0.012м

Таким образом экспериментальное исследования стабилизации пламени следует привести при вдуве одиночной струи и двух струй под углами 45°, 90° и 135 .

Пятая глава посвящена опытным исследованиям процесса газодинамической стабилизации пламени. Опыты проводились в лабораторных условиях на модели камеры сгорания, при работе которой выполнялись следующие условия моделирования: г еометрическое подобие образца и модели; одно и тоже топливо образца и модели; одинаковые температуры топлива и одинаковые температуры воздуха на входе в образец и модель;одинаковые коэффициенты избытка воздуха в образце и модели; автомодельность течения в образце и модели по числу Рейнольдса (Re > 5 -10 ); подобие теплового эффекта реакции и конвективного потока тепла из зоны горения. Условие моделирования без учета ряда постоянных величин может быть записано в виде dpn~'/v = idem , где d- характерный размер (диаметр камеры сгорания); р - давление на входе в КС; п - порядок химической реакции (для углеводородных топлив п «1,8); v -скорость потока в КС. Критерий подобия работы топливных форсунок, который может быть записан в виде ¡3 ■ = idem, где р^ - угол распыла форсунки.

Камера прямоугольного сечения размером 100x150 мм. Скорость потока на входе в КС 32 м/с. Поток на входе в КС не подогревался (290 К), что в некотором роде повышает надежность полученных данных. Стабилизирующие факела, генерируемый ВГУ, вдувались с двух противоположных стенках канала

под углами 45°, 90°, и 135°. В качестве топлива использовался керосин, который распиливался на удалении 220 мм от стабилизатора. В ходе опытов проводилась визуализация течения на режиме без горения, измерялись поля температуры в области вдува стабилизирующей струи, определялась пусковая характеристика камеры, велась кинорегистрация процесса запуска, исследовались гидравлические характеристики КС. В результате взаимодействия с набегающим потоком ось факела изгибается. По мере увеличения скорости основного потока наблюдается существенный изгиб. Подмешивание воздуха из основного потока сокращает видимую длину факела. Приближение топливовоздушной смеси в факеле к стехиометрическому составу приводит к появлению голубой окраски на границах, которая меньше выражена при наблюдении за факелом воспламенителя без смешения со сносящим потоком. Наиболее медленные внешние слои факела быстро сносятся потоком и вовлекаются в рециркуляционное движение с подветренной стороны струи. На некоторых режимах пик факела раздваивался, что говорит о наличии пары вихрей, характерных для поперечного вдува струй. Измерения температуры в ЗОТ показывают, что запуск КС от струи-стабилизатора возможен. При наклоне струи навстречу потоку объем ЗОТ увеличивается. Распределение параметров в зоне асимметрично, что связано с закруткой стабилизирующего факела.

При вдуве одиночной струи гидравлическое сопротивление модели КС с газодинамической стабилизацией остается на том же уровне, что и у механического стабилизатора (рис. 16). Но при использовании двух струй потери гораздо больше и достигают величина Е* я 0,41

Рис. 16. Зависимость потерь давления от угла вдува 1-вдув двух струй по данному эксперименту уос=32м/с, 2-вдув двух струй по численному расчету у0С=32м/с, 3- вдув одиночной струи по численному расчету Уос=32м 4- вдув одиночной струи по данным эксперимента [11] ук=3 1 м/с, и 5-вдув одной струи по данному эксперименту

уос=32м/с.

Процесс запуска КС при увеличении температуры стабилизирующей струи протекает следующим образом (рис. 17).

а б в

ж к

Рис. 17. Фотоснимки процесса воспламенения и стабилизации пламени в КС Угол вдува 90°. Направление потока слева направо, вид сбоку, закрутка струи по часовой стрелкиТм=295К;с!0 = 12мм;уос=9,8м/с, Р^ =0,2МПа; Т^ = 300К; Р=0,025;

^ = 0,316; а = 1,15

Вначале вентилятор, который подает основной поток был перекрыт на 85%. Как I видно из рис 17 «а» стабилизирующая струя течет перпендикулярно к противоположной стенке. Затем начали подавать топливо в основной поток и , когда коэффициент избытка воздуха становился близок к трем, из-за торможения | основного потока перед струей возникло благоприятное условие для воспламенения топливовоздушной смеси (рис. 17 б - в) и в дальнейшем связи с ( наличием рециркуляционной зоны горение охватывало вес камеры (рис. 17 г-ж). ( По мере увлечения скорость основного потока постепенным открытием вентилятора струя начиняет изгибаться и несется по потоку. При этом очаг > воспламенения тоже сноситься вниз по потоку. Вторая серия опытов проводилась при вдуве двух стабилизирующих факелов изменяя при этом угол вдува. Трех вариантов вдува были исследованы: вдув под углом 45°, 90° и 135°. Во всех трех случаях наблюдались успешный запуск и стабилизация фронта пламени. Причем во всех случаев горение охватывало весь объем камеры. При вдуве под углом 45° основным недостатком является то, что из-за переноса источника очага по потоку длины камеры не хватает для выгорания топливовоздушной смеси. Поэтому догорание происходило в атмосфере. Повторный опыт после продления камеры I показал, что выгорания происходит в камере. Наилучшее протекание рабочего процесса с точки зрения воспламенения и стабилизации пламени наблюдалось при вдуве под углом 135°. В этом случае из-за большой проникающей I способностью струй процесс запуска был эффективным. Зона обратных токов сравнительно большой и догорание происходило внутри камеры. Основным недостатком в этом случае является сравнительно большие значения

коэффициента гидравлических потери. Пусковая характеристика КС показана на рис. 18. После запуска камеры работа воспламенителя может быть изменена практически в диапазоне возможных режимов (изменение коэффициента избытка воздуха в воспламенителе от 0,3 до 2,5). При этом срыва пламени не наблюдается. При этом срыва пламени не наблюдается. Срыв пламени в камере возможен лишь при погасании стабилизирующего факела или при излишнем обеднении (обогащении) основного потока топливовоздушной смеси.

аа 1.6

1.2

0.8

0.4

\ ч

■ ¿1 й 1—< 1—

:ё7! 1 *..............н 1 ................1............ 1........... £

! ии.1 1 1 1 . . . .

Граница срыва Граница запуска

Нижняя граница :рыва воспламенителя

2.5 3 3.5 4 4.5 5 % 6

Рис. 18. Пусковая характеристика модели прямоточной КС

-Расчет по данным [11];А- ВГУ с камерой 8мм[1!¡; □- ВГУ с камерой 14мм[! 1] и

• - вдув от двух воспламенитель с камерой 12мм под углом 135°- данный эксперимент ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Спроектированы и изготовлены вихревые горелки - воспламенители, генерирующие стабилизирующие струи продуктов сгорания устойчиво работающие при давлениях воздуха на входе от 0,12МПа до 0,2МПа, при этом развиваемая максимальная относительная тепловая мощность факела достигает 3,1 при а^ОД а минимальная - 0,23 при а~3.

2. Экспериментально подтверждена возможность запуска КС от вдуваемых в сносящий (основной) поток систем стабилизирующих высокоэнтальпийных струй продуктов сгорания в диапазоне коэффициентов избытка воздуха воспламенителя 0,8<а<3,0 со стабилизацией фронта пламени в существенно более широком диапазоне 0,6 < а < 6,0.

3. Экспериментально подтверждено что с точки зрения запуска и стабилизации пламени целесообразна комбинации вдува двух струй продуктов сгорания под углом 135°относительно направления основного потока.

4. Переход от воспламенения и стабилизации на одиночной высокоэнтальпийныой закрученной струе, поперечно вдуваемой в поток, на систему из двух струй с сохранением расхода вдуваемого.газа позволил снизить суммарный потребный импульс вдуваемых струй при сохранении эффектов запуска и стабилизации на 30 %, повысить симметричность процесса стабилизации и горения в камере; расширить верхнюю границу срыва пламени по коэффициенту избытка воздуха в 2 раза.

5. При вдуве двух струй в сносящий поток возрастает коэффициент гидравлический потерь на 30%, что является косвенным подтверждением

улучшения условий устойчивости процесса за счет заметного расширения стабилизационной области примерно вдвое

6 Переход на стабилизацию и запуск КС системой из двух струй, в два раза повышает надежность системы ив 15-2 раза снижает потребный перепад давления на входе в стабилизирующее вихревое горелочное устройство ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО РАБОТЕ

1 Pirahshvili, Sh. A. Gasdynamic stabilization of flame front [Текст] Sh A Piralishvili, M V Medvedeva, and Ahmed Mamo -Nonequilibrium processes Vol 1 Combustion and detonation / [Edited by G D Roy, S M Frolov, A M Starik] -M Torus press Ltd, 2005 P 102-110

2 Пиралишвили, Ш.А. Исследование механизмов диффузионно-кинетического управляемого горения на модели вихревого форсуночно-горелочного устройства [Текст] / ША Пиралишвили, А И Гурьянов, Ахмед Мамо // Материалы международной научно-практической конференции Казань изд-во гос техн ун-та, 2006,-стр 150-151

3 Ахмед, М.Д. Вихревая горелка для стабилизации фронта пламени [Текст] / Ахмед Мамо // Авиационная и ракетно-космическая техника с использованием новых технических решений мат Международной школы-конференции молодых ученых, аспирантов и студентов им П А Соловьева и В H Кондратьева -Рыбинск РГАТА-2006 -Ч 3 -С 99

4 Пиралишвили, Ш. А. Экспериментальное исследование механизмов «богато-бедного» и «бедно-бедног» горения [Текст] / Ш А Пиралишвили, А И Гурьянов, Ахмед Мамо// Проблемы и перспективы развития двигателестроения мат Международной научно-технической конференции - Самара СГАУ - 2006 -Т 1 -С 199

5. Пиралишвили, Ш. А. Аэродинамика закрученного потока в вихревых горелках [Текст] / Ш. А. Пиралишвили, А. И. Гурьянов, Ахмед Мамо, С. М. Хасаиов // Авиакосмическое приборостроение. - 2007. - № 9. - С 3-8.

Зав РИОМ А Салкова Подписано в печать 11 09 2008 Формат 60x84 1/16 Уч-издл 1,0 Тираж 100 Заказ 85

Рыбинская юсу дарственная авиационная технологическая академия им П А Соловьева (РГАТА)

Адрес редакции 152934, г Рыбинск, ул Пушкина, 53 Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА 152934, г Рыбинск, ул Пушкина, 53

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СТАБИЛИЗАЦИЯ ФРОНТА ПЛАМЕНИ В КАМЕРАХ СГОРАНИЯ ПОТОЧНОГО ТИПА. СОСТОЯНИЕ И ПЕРЕСПЕКТИВА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л Задачи стабилизации и оценочные критерии для стабилизаторов.

1.2 Анализ процесса стабилизации.

1.3 Механические стабилизаторы фронта пламени.

1.4 Газодинамический способ стабилизации.

1.5 Вихревые воспламенители и горелочные устройства, возможность их применения для целей стабилизации.

Выводы по главе.

ГЛАВА 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЭРОДИНАМИКИ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА В ВИХРЕВЫХ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЯХ.

2.1 Постановка задачи. Численный алгоритм решения.

2.2 Аэродинамическая структура течения в камере в вихревой горелке.

Вывод по главе.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ВИХРЕВЫХ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЕЙ.

3.1 Расчет малоразмерного воспламенителя.

3.2 Описание конструкции воспламенителей.

3.3 Методика экспериментального исследования воспламенителей и описание стенда для её реализации.

3.4 Анализ результатов опытов.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНЫХ ЗАКРУЧЕННЫХ СТРУЙ, ВДУВАЕМЫХ СО

СТЕНКИ КС В СНОСЯЩИЙ ПОТОК.

4Л Постановка задачи, расчетная область и граничные условия.

4.2 Результаты численного моделирования взаимодействия высокоэнтальпийных струй вдуваемых со стенки КС в сносящий поток.

Выводы по главе.

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЛАМЕНИ ЗАКРУЧЕННЫМИ ВЫСОКОЭНТАЛЬПИЙНЫМИ СТРУЯМИ.

5 Л Система критериев моделирования высокофорсировоного сжигания топлива и оценка параметров модели камер сгорания с газодинамической стабилизацией пламени.

5.2 Описание установки и методов исследования. Анализ погрешности измерения.

5.3 Исследование полей температуры в зоне стабилизации пламени

5.4 Исследование рабочих характеристик модели прямоточной КС со стабилизацией пламени на поперечно вдуваемых закрученных струях.

Выводы по главе.

Преобразование химической энергии в тепловую, механическую и другие виды энергии путем сжигания разнообразных топлив является основным направлением в современной энергетике. Поэтому интерес к этой проблеме остается высоким как с точки зрения повышения эффективности различных энергетических и силовых установок, так и с позиций охраны окружающей среды от влияния вредных выбросов. Не менее важное значение эта проблема имеет в газотурбинных двигателях, являющихся основной силовой установкой в авиации, а также при их наземном применении в различных областях промышленности. За последние десять лет существенно повысились экономичность газотурбинного двигателя (ГТД) и их экологические характеристики, определяемые совершенством отдельных узлов и, в частности, камерой сгорания[1-9].

Рабочий процесс камеры сгорания (кроме пульсирующих ГТД) протекает при постоянном давлении, а образование топливовоздушной смеси и её сжигание происходит при движении рабочего тела через объём камеры. Стационарное положение фронта пламени в камере обеспечивается непрерывным поджиганием свежей смеси за счёт теплоты продуктов сгорания (рециркуляция тепла) или за счёт действия стабилизатора пламени другого типа. Организация рабочего процесса камеры сгорания (КС) и её характеристики существенно отличаются от других топливосжигающих устройств, применяемых в технике. Тепловые нагрузки её рабочего объёма достигают уровня 4 -н 6,5 МДэю/[мъ ч Па) [7], тогда как в топках стационарных котельных установок они, как правило, в 100 раз меньше. Таким образом, при разработке камеры важен выбор конструктивных материалов и мер тепловой защиты корпуса камеры и стенок жаровой трубы.

При работе двигателя давление, температура и расход воздуха на входе в КС изменяются в широком диапазоне. При этом процесс горения не должен прекращаться. В связи с этим возникает проблема надёжности стабилизации пламени в камере, обеспечения быстрого и надёжного запуска камеры в случае погасания пламени.

Важными требованиями, предъявляемыми к камерам сгорания ГТД любого класса, являются высокая полнота сгорания, низкий уровень гидравлических потерь, обеспечение заданных профилей параметров потока на выходе камеры.

Основные камеры сгорания двигателя в приемлемой степени удовлетворяют этим требованиям. Применение фронтового устройства и стабилизации пламени за счёт закрутки потока позволяют поддерживать состав горючей смеси в первичной зоне постоянным в широком диапазоне режимов работы. Высокая температура продуктов сгорания и интенсивное перемешивание их с вторичным воздухом обеспечивают завершение процесса горения на выходе из жаровой трубы и высокую равномерность поля температуры. Для современных КС полнота сгорания составляет т]г~0,99на расчётном режиме и может снижаться до г|г=0,95на нерасчётных режимах. Коэффициент гидравлического сопротивления основной камеры может достигать 10 и более (большие значения характерны для авиационных двигателей). Причём основной вклад составляют потери на удар потока в диффузоре и местные потери на преодоление фронтового устройства [7,8].

Значительно менее проработанными являются конструкции камер сгорания промежуточного подогрева газов. Дополнительный подвод тепла к рабочему телу осуществляется в них за счёт сжигания дополнительного топлива, что позволяет значительно повысить мощность газотурбинной установки (ГТУ). Наиболее проработанным видом камеры промежуточного подогрева является форсажная камера сгорания авиационного ГТД, в которой процесс горения протекает при пониженном содержании кислорода.

Требования к однородности поля температуры для форсажных камер не являются определяющими. Значительные трудности представляют обеспечение хорошей полноты сгорания, надёжности запуска и низкого уровня гидравлических потерь. Проблема запуска камеры может быть решена различными способами. Наибольшее распространение получили применение генератора первичного очага пламени (воспламенителя) и система «огневая дорожка». Суть системы «огневая дорожка» состоит в том, что запуск камеры происходит от продуктов сгорания, получаемых за счёт воспламенения форсажного топлива в последней ступени турбины.

Для стабилизации фронта пламени в камерах промежуточного подогрева обычно применяют стабилизаторы пламени в виде плохообтекаемых тел. Такое решение продиктовано в первую очередь простотой конструкции. Однако применение такого типа стабилизации приводит к низкой полноте сгорания (г|г «0,85) и относительно высокому значению коэффициента гидравлических потерь (около 4) [7]. На современном этапе развития указанные значения этих параметров недопустимы.

Первоочередным требованием к проектируемой камере сгорания является обеспечение её устойчивой работы во всём диапазоне режимов двигателя. То, в какой мере камера удовлетворит этому требованию, зависит от условий смесеподготовки, горения и стабилизации пламени [1- 7,10]. Задача обеспечения хорошего смешения топлива с воздухом в настоящее время решена на высоком техническом уровне. Применение того или иного стабилизатора позволяет изменять условия смесеобразования, диапазон устойчивости горения, уровень гидравлических потерь и эмиссию вредных примесей [11 - 20],.

Значительные преимущества дают газодинамические стабилизаторы пламени. Принцип их действия основан на том, что в результате взаимодействия основного потока рабочего тела со струями газа, вдуваемыми в объём жаровой трубы, образуются зоны обратных течений. После запуска камеры высокотемпературные продукты сгорания вовлекаются в зону обратных токов, где смешиваются со свежей горючей смесью, нагревают и воспламеняют её. Газодинамические стабилизаторы обеспечивают высокую интенсивность процессов смешения в камере и позволяют снизить уровень гидравлических потерь. Их дополнительным преимуществом является возможность управления положением и размерами зоны рециркуляции за счёт изменения параметров вдуваемых струй. Для форсажной камеры это означает, что на бесфорсажном режиме стабилизирующие струи могут быть отключены. Тогда гидравлическое сопротивление камеры достигнет минимально возможного значения.

В случае применения газодинамической стабилизации в КС промежуточного подогрева их конструкция может быть существенно упрощена. Это достигается за счёт отказа от устройств воспламенения в том случае, когда температуры стабилизирующих струй будет достаточно для воспламенения горючей смеси.

Видится перспективным проектировать и изгатовливать для генерации стабилизирующих струй вихревые горелки воспламенители по методикам, разработанным в РГАТА [21]. В этом случае стабилизирующая струя будет представлять собой высокэнтальпийный закрученный факел продуктов сгорания. Высокая скорость истечения и закрутка потока интенсифицируют процессы смешения в области вдува и обеспечивают достаточную пробивную способность струи, что позволит создавать зону стабилизации на большом удалении от стенки КС. Достигаемые значения температуры факела составляют величину около 1900 К, что делает возможным использовать стабилизирующую струю в качестве начального очага горения при запуске камеры. Качественная подготовка смеси и реализация в устройстве эффекта вихревого энергоразделения позволяют существенно расширить границы высотного запуска КС. Истечение факела продуктов сгорания происходит со скоростью больше критической, что делает работу горелки - воспламенителя независимой от условий в камере.

Известные способы газодинамической стабилизации пламени используют вдув стабилизирующей струи навстречу основному потоку рабочего тела [8]. В этом случае в зоне горения находятся вспомогательные конструкции, которые подвергаются действию высоких температур. Использование струй с высокой пробивной способностью позволяет разместить генератор струи на стенке камеры и тем самым увеличить ресурс работы.

Принципиальным для разработки газодинамического стабилизатора нового типа является процесс взаимодействия закрученной струи продуктов сгорания с основным потоком в камере. Его оптимизация требует отработки конструкции вихревого воспламенителя применительно к целям стабилизации пламени. Анализ влияния геометрических и режимных параметров вихревого воспламенителя на процесс стабилизации и гидравлическое сопротивление КС.

Обобщая вышеизложенное можно сделать заключение о необходимости углублённого изучения процесса поперечного вдува закрученных высокоэнтальпийных струй в сносящий поток; исследования рабочего процесса вихревого горелочного устройства и влияния его режимных и геометрических параметров на характеристики факела продуктов сгорания; исследования влияния режима работы и параметров ВГУ на стабилизацию пламени, гидравлические, пусковые и срывные характеристики прямоточной КС.

Это определяет актуальность темы работы и позволяет сформулировать цель и ряд задач, решение которых обеспечивает её достижение.

Цель работы

Численно и экспериментально подтвердить возможность газодинамической стабилизации фронта пламени в потоке топливовоздушной смеси при поперечном вдуве системы высокоэнтальпийных закрученных струй продуктов сгорания.

Направление исследований

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач: 1. Изучить процесс поперечного вдува закрученной высокоэнтельпийной струи в сносящий поток.

2. Спроектировать и изготовить вихревые горелки, генерирующие стабилизирующие струи продуктов сгорания.

3. Численно и экспериментально исследовать рабочий процесс вихревой горелки и влияние её режимных и геометрических параметров на характеристики факела продуктов сгорания.

4. Численно исследовать аэродинамику взаимодействия систем высокоэнтальпийных закрученных струй со сносящим потоком и определить наиболее эффективные режимы для проведения физического эксперимента.

5. Экспериментально определить пусковые и срывные характеристики прямоточной камеры сгорания со стабилизацией поперечным вдувом систем высокоэнтальпийных закрученных струй.

6. Экспериментально исследовать влияние режима работы и параметров вихревого воспламенителя на стабилизацию пламени и характеристики прямоточной КС.

Методы исследований

Для решения поставленных задач использованы: основополагающие закономерности термогазодинамики, физики процессов горения, теории подобия и размерностей, требования к постановке теплофизических опытных исследований, методы численного моделирования турбулентных течений.

Достоверность и обоснованность полученных результатов

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректным применением уравнений термогазодинамики, положений теории подобия и размерностей, постановкой экспериментальных исследований с применением метрологически аттестованного оборудования. Подтверждается совпадением расчетных и опытных данных с результатами исследований других авторов.

На защиту выносятся:

- результаты численного и экспериментального исследования рабочего процесса вихревого воспламенителя и влияние режимных и геометрических параметров горелки - воспламенителя на характеристики факела продуктов сгорания;

- результаты численного и экспериментального исследования процесса газодинамической стабилизации поперечным вдувом систем высокоэнтальпийных закрученных струй на модели прямоточной камер сгорания.

Научная новизна

Теоретически и экспериментально обоснован метод запуска поточной камеры сгорания и стабилизации фронта пламени в ней поперечным вдувом системы высокоэнтальпийных закрученных струй, разработана и изготовлена конструкция вихревой горелки для их реализации, новизна которой подтверждена патентом.

Практическая ценность Практически на модели КС опытном путем доказана возможность запуска и стабилизации фронта пламени на системе поперечно вдуваемых высокоэнталь-пийнных закрученных струях.

Основные выводы

1. Спроектированы и изготовлены вихревые горелки - воспламенители, генерирующие стабилизирующие струи продуктов сгорания устойчиво работающие при давлениях воздуха на входе от 0,12МПа до 0,2МПа, при этом развиваемая максимальная относительная тепловая мощность факела достигает 3,1 при а~0,8, а минимальная - 0,23 при а~3.

2. Экспериментально подтверждена возможность запуска КС от вдуваемых в сносящий (основной) поток систем стабилизирующих высокоэнталь-пийных струй продуктов сгорания в диапазоне коэффициентов избытка воздуха воспламенителя 0,8 < а < 3,0 со стабилизацией фронта пламени в существенно более широком диапазоне 0,6 < а < 6,0.

3. Экспериментально подтверждено что с точки зрения запуска и стабилизации пламени целесообразна комбинации вдува двух струй продуктов сгорания под углом 135°относительно направления основного потока.

4. Переход от воспламенения и стабилизации на одиночной высокоэнталь-пийныой закрученной струе, поперечно вдуваемой в поток, на систему из двух струй с сохранением расхода вдуваемого газа позволил снизить суммарный потребный импульс вдуваемых струй при сохранении эффектов запуска и стабилизации на 30 %, повысить симметричность процесса стабилизации и горения в камере; расширить верхнюю границу срыва пламени по коэффициенту избытка воздуха в 2 раза.

5. При вдуве двух струй в сносящий поток возрастает коэффициент гидравлический потерь на 30%, что является косвенным подтверждением улучшения условий устойчивости процесса за счет заметного расширения стабилизационной области примерно вдвое.

6. Переход на стабилизацию и запуск КС системой из двух струй, в два раза повышает надежность системы ив 1.5 - 2 раза снижает потребный перепад давления на входе в стабилизирующее вихревое горелочное устройство.

1. Акимов, В. М. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей Текст. : учебник для вузов/ В.М. Акимов, В.и.Бакулев, Р.и. Курзинер [и др.] ; под ред. Шляхтенко С. М 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. -568 с.

2. Бакулев, В. И. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок Текст. / В. И. Бакулев, В. А. Голубев [и др.] ; под ред Сосунов В. А., Чепкина В.М. M .: Изд-во МАИ, 2003. -688с.

3. Скубачевский, Г. С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкции и расчет Текст. /Г. С. Скубачевский. — М.: Машиностроение, 1981. — 550 с.

4. Кулагин, В. В. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок: учебник для вузов Текст. / В.В. Кулагин. —М.: Машиностроение, 2002. 616 с.

5. Мингазов, Б. Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчет Текст. / Б. Г. Мингазов. -2-е изд., исп. — Казань: изд-во Казан, гос. Техн. ун-та, 2006. -220с.

6. Гриценко, Е. А. Некоторые вопросы проектирования авиационных газотурбинных двигателей Текст. / Е. А. Гриценко, В. П. Данильченко, С. В. Лука-чев [и др.] -Самара: СЩ РАН, 2002. -527с.

7. Пчёлкин, Ю. М. Камеры сгорания газотурбинных двигателей Текст. / Ю. М. Пчёлкин. М.: Машиностроение, 1973. - 392 с.

8. Лефевр, А. Процессы в камерах сгорания ГТД Текст. / А. Лефевр. М.: Машиностроение, 1984. - 625 с.

9. Гупта, А. Закрученные поток Текст./ А. Гупта, Д. Лилли, Н. Сайред. -М.: Мир, 1987.-588 е., ил.

10. Adía, Ben-Yakar. Supersonic Combustion of Cross-Flow Jets and the Influence of Cavity Flame-Holders Text. / Adla Ben-Yakar, Ronald K. Hanson // California AIAA. -1999. -P. 4.

11. Мухин, А. H. Газодинамическая стабилизация фронта пламени в потоке на поперечно вдуваемых закрученных струях Текст. /: дисс.канд. техн. наук/Мухин Андрей Николаевич. Рыбинск: РГАТА, 2001. -154с.

12. Ильяшенко, С. М. Теория и расчёт прямоточных камер сгорания Текст. / С. М. Ильяшенко, А. В.Талантов. М.: Машиностроение, 1964. - 306 с.

13. Щетинков, Е. С. Физика горения газов Текст. /С.М. Щетинков. -М.:Наука, 1965.-740с.

14. Льюис, Б. Горение, пламя и взрывы в газахТекст. / Б. Льюис, Г. Эльбе . -М.: Мир, 1968.-362 с.

15. Раушенбах, Б. В. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей Текст. / Б. В. Раушенбах, С.А. Белый, И.В. Беспалый и др.-М.Машиностроение, 1964. -527с.

16. Груздев, В. Н. Экспериментальное исследование самовоспламенения керосина в потоке неравновесных продуктов сгорания Текст. / В. Н. Груздев, Н. А. Малишевская, М. Д. Тавгер // в межвуз. сб.: Горение в потоке. 1978. -вып.2.-С. 42 44.

17. Gunnar, Erik Borman. Experimental investigation of flam stabilization in a de-felected jet Text. /: Ph.D. thesis/ Erik Borman Gunnar. California: Californian Institute of Technology, 1959. -140pp.

18. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа: учеб. для вузов Текст. /Л. Г. Лойцянский. -7-е изд.,испр. -М.:Дрофа,2003. -840с.

19. Иссерлин, A.C. Основы сжигания газового топлива Текст. /А. С. Иссерлин. -Л. :Недра, 1980.-336с.

20. Абрамович, Г. Н. Теория турбулентных струй Текст. / Г. Н. Абрамович и др. -М.: Наука, 1984.-716с.

21. Пиралишвили, Ш. А. Вихревой эффект. Эксперимент, теория, технические решения Текст. / Ш.А. Пиралишвили, В.М. Поляев, M. Н. Сергеев; под ред. Леонтьева А. И. М.: УНПЦ "Энергомаш", 2000. - 412 с.

22. Смородин, Ф. К. Исследование диапазон устойчивого горения на веерных струях при различных затенениях потока. Теория и практика сжигания газа Текст. /Ф. К. Смородин, В. А. Костерин.- Д.: Недра, 1975. -С. 43 47.

23. Zukoski, Edward Edom. Flame stabilization on bluff bodies at low and intermediate Reynolds numbersText. : PhD thesis / Edward Edom Zukoski. -California: California Institute of Technology, 1965. lOlpp,

24. Мусин, JI.P. Влияние затенение камеры сгорания стабилизаторами на пределы устойчивости горения Текст. /Л. Р. Мусин, В. Ф. Постнов // в мехвуз. сб. : Горение в потоке. 1974. -вып. 167. -С.22-25.

25. Хитрин, Л. Н. Физика горения и взрыва Текст. / Л. Н. Хитрин. -М.: изд-во МГУ, 1957.-450с.

26. Калугин, И. И. Теория авиационных двигателей Текст. И. И. Калугин. — М.: Оборонгиз, 1958. -480с.

27. Бут, И. П. Камеры сгорания с подвижными устройствами зажигания и стабилизации пламени Текст. И. П. Бут // Ракетная техника и космонавтика. — 1983.-№1.-С. 75-81.

28. Чудновский, Я. П Использование пристенных вихревых генераторов для организации горения и стабилизации пламени Текст. / Я. П. Чудновский, А. П. Козлов, А. В. Щукин [и др.] // Изв. Академии наук. Энергетика. -1998. -№3.-С. 39-46.

29. Сполдинг, Д. Б. Горение и массообмен Текст. / Д. Б. Сполдинг; пер. с англ. Гизатуллина Р. Н. и Ягодкина В. И.; под. ред. Дорошенко В. Е. — М.: Машиностроение, 1985. -240 с.

30. Гольдберг, С. А. Стабилизация пламени встречными струями Текст. / С. А. Гольдберг, Л. С. Соловьёва // Теория и практика сжигания газа. — Л.: Недра, 1964.-С. 91 111 .

31. Семёнов, В. Г. Исследование пределов стабилизации пламени с помощью встречной закрученной струи двухфазной горючей смеси Текст. / В. Г.

32. Семёнов, А. В. Талантов, И. Н. Дятлов и др. в межвуз. сб.: Горение в потоке. 1974. - вып. 167. -С. 55-65.

33. Reilly, R. S. Vortex burning and mixing (vorbix) augmentation system Text. / R. S. Reilly., S. J. Markowski //— AIAA Paper. 1976. - № 676. -С. 1 - 8.

34. Костерин, В. А. Расчёт камеры сгорания со стабилизаторами пламени Текст. / В. А. Костерин, Б. А. Рогожин и В. Т. Дудкин.- в межвуз. сб.: Горение в потоке. 1970. вып. 124. - С. 141-159.

35. Шец, Д. Истечение струи в сносящий поток: влияние закрутки и турбулентных пульсаций Текст. / Д. Шец, М. С. Кавсаоглу //Аэрокосмическая техника. 1990. - № 1. - С. 147 - 157.

36. Алабин, М. А. Запуск авиационных газотурбинных двигателей Текст. / М. А. Алабин, Б. М. Кац, Ю. А. Литвинов. М.: Машиностроение, 1968. - 228 с.

37. Михайлов, В. В. Исследование характеристик однорасходной вихревой трубы с целью создания эффективных горелочных устройств Текст. : дисс.канд. техн. наук/ Михайлов Владимир Владимирович. Рыбинск: РГАТА, 1994.- 140 с.

38. Халатов, А. А. Теория и практика закрученных потоков Текст. / А. А. Халатов. Киев.: Наукова думка, 1989. -192.

39. Гольдштик, М. А. Вихревые потоки Текст. / М. А. Гольдшик. -Новосибирск: Наука, 1981.-366с.

40. Меркулов, А. П. Гипотеза взаимодействия вихрей. Текст. / А. П. Меркулов // Изв. АН РФ. Энергетика. -1964-С. 74 82.

41. Меркулов, А. П. Вихревой эффект и его применение в технике Текст. / А. П. Меркулов. М.: Машиностроение, 1969. -176с.

42. Пиралишвили, Ш. А. Модифицированная гипотеза взаимодействия вихрей, как физико-математическая модель эффекта Ранка Текст. / Ш. А. Пиралишвили // Процессы горения и охраны труда: мат. Всесоюзной нау.-техн. Конф. РГАТА.- Рыбинск: 1993. -С. 88 87.

43. Warnatz, J. Combustion. Physical and mechanical fundamentals, modeling and simulations, experiments, pollution formation Text./ J. Warnatz, U. Maas, R. W. Dibble. -N.Y.: Springer, 2001.-351c.

44. Пиралишвили, Ш. А. Аэродинамика закрученного потока в вихревых го-penKaxText./ Ш.А. Пиралишвили, А. И. Гурьянов, Ахмед Мамо, С. М. Хасс-нов // Авиакосмическое приборостроение. 2007. - № 9. - С. 3 -8.

45. Smirnov, Е. М. Recent advances in numerical simulation of 3D unsteady convection modeling and simulations Text. / E. M. Smirnov/ZProced. 12th International Heat Transfer Conference. Grenoble.-France. 2002. CD-ROM Proceedings. 12p.

46. Казанцева, О. В. Численное моделирование закрученных течений в вихревых трубах Текст. / О. В. Казанцева, Ш. А. Пиралишвили, А. А. Фузеева // Теплофизика высоких температур.-2005.-том 43, No4. С. 606-611.

47. Суслов, А. Д. Вихревые аппараты/под ред. А.Д. Суслова. Текст. / А. Д. Суслов, С. В. Иванов, А. В. Мурашкин и др. М.: Машиностроение, 1985. -256с.

48. Медведева, М. В. Численное моделирование и расчет процесса взаимодействия закрученной струи со сносящим потоком Текст. / М. В. Медведева, Ш. А. Пиралишвили // Теплофизика высоких температур-2005.-Том 43, No4. -С. 759-767.

49. Гурьянов, А. И. Вихревые горелочные устройстваТекст./ А. И. Гурьянов, О. В. Казанцева, М. В. Медведева, Ш. А. Пиралишвили//Инженерный журнал.-2005. 43, No5. -С. 8 - 15.

50. Пиралишвили, Ш. А. Термогазодинамический анализ природы энергоразделения в вихревой трубе Текст. / Ш. А. Пиралишвили, В. М. Поляев, М.Н. Сергеев // Изв. АН РФ. Энергетика. -1999. No2. -С. 87 - 96.

51. Поляев, В. М. Термогазодинамический анализ природы энергоразделения в вихревой трубе Текст. / В.М. Поляев, Ш. А. Пиралишвили // вестник МГТУ, -М.: Машиностроение, 1996. No 1. -С. 45.- 57.

52. Ахмедов, Р. Б. Аэродинамика закрученной струи Текст. / Р. Б. Ахмедов, Т. Б. Балагуда, Ф. К. Рашидов и др. Под ред. Р. Б. Ахмедова. М.: Энергия, 1977. -240с.

53. Алексеенко, С. В. Закрученные потоки в технических приложениях Текст./ C.B. Алексеенко, B.J1. Окулов // Теплофизика и аэромеханика. —1996. Том. 3, No2. - С. 101-138.

54. Штым, А. Н. Аэродинамика циклонно- вихревых камер Текст. /А. Н. Штым. -Владивосток: Изд. ДВГУ, 1984. -200с.

55. Мухин, А. Н. Поперечный вдув закрученной струи в сносящий поток Текст. /А. Н. Мухин, Ш. А. Пиралишвили // авиационная техника: изв. вуз: Казань: 2000. -С.16- 19.

56. Кала, К. Э. Исследование крупномасштабных вихревых структур в модельной камере сгорания Текст. / К. Э. Кала, Э. К. Ферандес, М. В. Хейтор, С. И. Шторк // XXVII теплофизический семинар. Москва-Новосибирск: 2004. -С. 1 17.

57. Эстеркин, Р. И. Методы теплотехнических измерений и испытаний при сжигании газа Текст. / Р. И. Эстеркин, А. И. Иссерлин, М. И. Певзнер. -JL: Недра, 1972. -376с.

58. Преображенский, В. П. Теплотехнические измерения и приборыТекст./ В. П. Преображенский. -М.: Энергия, 1978. -704с.

59. Industrial Burners. Yandbook Text. /Edited by C.E. Daukal. -Boca Raton, London, New York, Washington: CRC Press LLC, 2003. 1200p.

60. Иевлев, В. М. Численное моделирование турбулентных течений Текст. / В.М. Иевлев.-М.: Наука, 1990.-216с.

61. Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен Текст. / Д. Андерсон, Дж. Таннехилл, Р. Плетчер. -М.: Мир, 1990. 384с.

62. Киреев, В. И. Численное моделирование газодинамических течений Текст. / В. И. Киреев, А. С. Войновский. М.: Издательство МЭИ, 1991. - 254с.

63. Ляховский, Д. Н. Турбулентность в прямоточных и закрученных струях Текст. / Д. Н. Ляховский // Теория и практика сжигания газа. —Л.: Недра, 1964.-С. 18-48.

64. Дик, И. Г. Теплообмен и горение закрученного потока в реакторе идеального вытеснения Текст. / И. Г. Дик, О. В. Матвиенко// ИФЖ. 1990. -№ 2. С. 217-225.

65. Новомлинский, В. В. Математическое моделирование неизотермических турбулентных одно- и двухфазных закрученных потоков Текст. / В. В. Новомлинский, И. Г. // ИФЖ. 1991. -№ 2. С. 191-196.

66. Семенов, В. Г. Исследование пределов стабилизации пламени с помощью вихревой закрученной струи двухфазной горючей смеси Текст. / В. Г. Семенов, А. В. Талантов и Н. Н. Дятлов // в межвуз. сб.: Горение в пото-ке.1974.-вып.12. -С. 55 65.

67. Spencer, A. Large Eddy Simulation of Impinging Jets in Cross flow Text. / Adrian Spencer and Virgil Adumitorale // ASME proceedings: Turboexpo 2003 Power for Land, Sea, and Air.2003. GT2003-38754 -P.l 8.

68. Медведова, M. В. Численное моделирование и расчет процесса взаимодействия закрученной струи со сносящим потоком Текст. М. В. Медведова, Ш.А. Пиралишвили//Теплофизика высоких температур. -2005. -Т.43. -№4. -С.759 767.

69. Груздев, В. Н. Воспламенение потока топливовоздушной смеси спутной струёй горячего газа той же скорости Текст. / В. Н. Груздев, М. Д. Тавгер // в межвуз. сб.: Горение в потоке. 1978.-вып.2. -С. 39 42.

70. Жадин, И. Г. Исследование воспламенения потока горючей смеси высо-кртемпературной газовой струей Текст. / И. Г. Жадин, В. А. Костерин // в межвуз. сб.: Горение в потоке. 1970.-вып. 124. -С. 111-112.

71. Шец, Д. Турбулентное течение. Процессы вдува и перемешивания Текст. / Д. Шец. М.: Мир, 1990. -№ 1.-С. 147-157.

72. Дудкин, В. Т. Влияние фронтового устройства на характеристики камеры сгорания прямоточного типаТекст. / В.Т. Дудкин, В.А. Костерин// в межвуз. сб.: Горение в потоке. 1978.-вып. 124. -С. 14-18.

73. Holdeman, J. D. Mixing of Multiple Jets with a confined Subsonic Cross flow Text. / J. D. Holdeman // NASA technical memorandum 104412: AIAA-91-2458. 1991.-P.l 17.

74. Ishida, H. Step-Wake stabilized Jet diffusion Flame in a Transverse Air StreamText. / Hiroki Ishida// AIAA-92-2566. 1992. -P.l- 6.