В работе предложена новая схема организации горения низкоуглеродного топлива, которая в результате проведенных расчетно-экспериментальных исследований продемонстрировала высокую эффективность. Показана возможность стабильного воспламенения и горения чистого аммиака в массиве инвертированных реагирующих струй из шести горелочных устройств кольцевого расположения, поддерживаемых центральным метановым факелом.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Машиностроение
Современные горелочные устройства энергетических и авиационных двигателей должны удовлетворять ряду иногда противоречащих друг другу требований: соответствие экологическим показателям; минимальные потери полного давления; широкие пределы устойчивого горения; высокая полнота сгорания топлива; способность работать на различных видах топлива и т. д. [1, 2]. Кроме того, в последние годы одной из главных проблем современной энергетики являются значительные выбросы парниковых газов, которые образуются при использовании углеводородного топлива [3]. Существующая тенденция роста выбросов CO2 грозит потенциальной экологической катастрофой. Для выполнения всех условий необходим переход к принципам углеродной нейтральности и поиску новых эффективных схем подготовки и сжигания топливовоздушной смеси
Список литературы
1. Lefebvre A. H., Ballal D. R. Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions. - 3-d edition // CRC Press. - 2010. - 557 p.
2. Мингазов Б. Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчёт. - Казань: Изд-во Казанского государственного технического университета, 2006. - 220 с. EDN: QNTLPF
3. Анализ воздействия парниковых газов на окружающую среду: отечественный и зарубежный опыт / И. Н. Глазкова, А. А. Иванова, А. А. Клюева, О. С. Пьянова // Вестник Академии знаний. - 2024. - № 4 (63). - С. 128 - 133. EDN: QWDZQZ
4. Development and characterization of swirl-stabilized diffusion mesoscale burner array / J. Choi, R. Rajasegar, T. Lee [et al] // Applied Thermal Engineering. - 2020. - Vol. 175. - 115373 р. EDN: OURCVD
5. Effects of Pressure on Performance of Mesoscale Burner Arrays for Gas-Turbine Applications / A. Bardos, K. M. Walters, M. G. Boutross, S. Lee, C. F. Edwards, C. T. Bowman // Journal of Propulsion and Power. - Vol. 23. - No. 4. - Pp. 884 - 86, July 2007. DOI: 10.2514/1.26255
6. Матяш Е. С., Евдокимов О. А. Влияние геометрии выходного сопла на структуру течения в противоточной закрученной струе // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. - 2024. - № 3 (70). - С. 100 - 107. EDN: GERTGQ
7. Akihiro Hayakawa. Experimental investigation of stabilization and emission characteristics of ammonia/air premixed flames in a swirl combustor / Akihiro Hayakawa, Yoshiyuki Arakawa, Rentaro Mimoto, K. D. Kunkuma A. Somarathne, Taku Kudo, Hideaki Kobayashi // International journal of hydrogen energy 42 (2017) 14010 - 14018.
8. Евдокимов О. А. Научные основы организации горения в массивах противоточных и комбинированных закрученных струй: Дисc.. д-ра техн. наук. - Рыбинск: РГАТУ имени П. А. Соловьева, 2022. - 346 с.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Проведено экспериментальное исследование режимов горения газообразного топлива в противоточной вихревой трубе с различной степенью диафрагмирования вихревой камеры. Определено влияние отбора воздуха из периферийного вихря на границу бедного срыва при различном сочетании степени диафрагмирования потока и числа Рейнольдса
В статье приведены результаты исследования влияния параметров газолазерной резки на изменение микротвердости и структуры зоны газолазерного термического влияния листовых углеродистых сталей марок Ст10 и У10. Установлено, что при использовании газолазерной резки углеродистых сталей марки 10 и У10 в зоне воздействия лазером возникает микроструктура, отличающаяся от начальной ферритно-перлитной структуры (сталь 10) и зернистого перлита (сталь У10). Эта структура состоит из нескольких слоев, включающих различные компоненты, такие как мартенсит, остаточный аустенит, трооститно-сорбитную смесь и феррит с глобулярными карбидами, зависящие от характера воздействия (лазерное излучение и газовая струя). Обнаружено, что микротвердость поверхности, полученной при газолазерном резе, может достигать 300 HV (30 HRC) для стали 10 и 1000 HV (69 HRC) для стали У10, что в два и пять раз превышает твердость исходных сталей соответственно.
Рассмотрены особенности формирования отливки типа «лопатка», изготавливаемой методом литья с направленной кристаллизацией, установлены причины появления дефекта «cтруйная ликвация», проведено моделирование процесса формирования отливки, внесены коррективы в параметры литья, позволившие сократить уровень брака
В статье приведено определение синергетических критериев разрушения, предложенных В. А. Скудновым, а также влияние термической обработки стали 45 на значения данных критериев.
В работе приводятся результаты исследования влияния методов термического упрочнения (объемная закалка, поверхностная закалка ТВЧ, термоупрочнение в процессе лазерной резки) на изменение физико-механических свойств, структуру и особенности процесса разрушения горячекатаной конструкционной среднелегированной стали марки 30ХГСА. Показано, что наибольшую прочность (при минимальной пластичности) сталь имеет при термообработке типа «объемная закалка от 880 °С в масло». Проанализировано строение изломов образцов, подвергнутых различным вариантам термического упрочнения после испытаний на статическое растяжение. Установлено, что разрушение образцов произошло по вязкому механизму. При этом образцы, подвергнутые стандартной термической обработке (объемная закалка, закалка ТВЧ) имеют элементы квазискола и хрупкого скола. Изучена микротвердость образцов после термического упрочнения. Выявлено, что наибольшую микротвердость рабочей поверхности имеют образцы, подвергнутые поверхностной закалке ТВЧ. Использование лазерной резки позволяет получить аналогичную по сравнению с закалкой ТВЧ микротвердость поверхностного слоя.
В статье проведён анализ вибраций машиностроительных узлов энергетического оборудования ГРЭС, а именно подшипниковых опор дутьевых вентиляторов и дымососов, для диагностики уровня вибраций которых предложено использовать магнитожидкостные датчики. На основе моделирования магнитного поля в программном комплексе QuickField проведена сравнительная оценка конструкций магнитожидкостных датчиков по эффективности использования постоянных магнитов и электромагнитной совместимости. Получены графики распределения магнитной индукции в предлагаемых конструкциях датчиков.
В статье представлена математическая модель взаимодействия потока сыпучих тел, осуществляющих ударное взаимодействие с упрочняемой поверхностью. Модель позволяет решить деформационную задачу по формированию поверхностного слоя упрочняемой поверхности, характеризующегося однородностью физико-механических характеристик: толщиной, величиной напряжений и характером распределения
Представлены результаты исследования влияния на параметры коррозионной стойкости материала обработанной поверхности детали технологических условий её обработки: режима резания (скорости резания, подачи, глубины резания) и геометрии режущей части инструмента (радиуса при вершине резца в плане, радиуса округления режущей кромки резца, главного угла резца в плане).
Рассмотрен способ диагностики автоколебаний (флаттера) рабочих лопаток вентилятора ДТРД в режиме реального времени, при котором в качестве основного диагностического признака используют спектр корпусной вибрации, что позволяет, наряду с известными способами, фиксировать возникновение автоколебаний
Представлены результаты исследований выходных устройств (ВУ) с резонаторами-усилителями тяги. Расчётным исследованием установлена перспективность постановки таких ВУ в корпусах изделий (без учёта внешнего обдува). Выполнены предварительные исследования по оптимизации влияния внешнего обдува на рабочий процесс в резонаторе с реализацией эффекта увеличения тяги при сохранении габаритов на уровне, соответствующем традиционным ВУ
Рассматривается применение CAD-моделирования в учебном процессе на примере сборки модуля турбины низкого давления ГТД. Представлено описание разработанной конструкции. Рассматриваются возможности используемой CAD-системы
Представлены результаты 3D расчета двухфазного течения в маслокартере опоры ГТД с использованием упрощенного подхода к моделированию, заключающегося в применении лагранжевой постановки для отслеживания траектории течения масла. Описаны возможные постановки двухфазного моделирования течения масловоздушной смеси, показаны соответствующие картины течения.
В данной статье представлен обзор направлений применения турбопрямоточных двигателей летательных аппаратов различного назначения. Рассмотрены отечественные и иностранные разработки в этой области за период с 50-х годов XX в. по настоящее время
Издательство
- Издательство
- РГАТУ ИМЕНИ П.А. СОЛОВЬЕВА
- Регион
- Россия, Рыбинск
- Почтовый адрес
- 152934, Ярославская обл, Рыбинский р-н, Рыбинск г, Пушкина ул, дом № 53
- Юр. адрес
- 152934, Ярославская обл, Рыбинский р-н, г Рыбинск, ул Пушкина, д 53
- ФИО
- Кошкин Валерий Иванович (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@rsatu.ru
- Контактный телефон
- +7 (485) 5280470