Оптимизация и доводка малотоксичной камеры сгорания с применением численного моделирования внутрикамерных процессов

В последние годы наблюдается тенденция к увеличению спроса на микротурбины. Зона применения микротурбины очень широка. Это гибридные силовые установки для транспорта и специализированной техники, а также энергетические установки для обеспечения электричеством домов, поселков, предприятий. При разработке перспективных газотурбинных установок необходимо учитывать достаточно высокие требования к экономическим и эксплуатационным показателям. Для улучшения показателей микротурбин необходимо проводить оптимизационные и доводочные работы основных элементов. В частности для уменьшения эмиссии вредных веществ необходимо разрабатывать малотоксичные камеры сгорания. В данной работе приводятся результаты оптимизации и доводки малотоксичной камеры сгорания с применением численного моделирования внутрикамерных процессов. Описываются применяемые модели течения, горения, радиации, эмиссии NOx. Приведены основные параметры расчетной сетки, построенной на ¼ часть полноразмерной камеры сгорания. Сформулированы граничные условия необходимые для постановки математического моделирования течения и процессов горения. Представлены результаты сравнения исходной и оптимизированной геометрии камеры сгорания в виде картин распределения температур, скоростей, полного давления в завихрителе, распределения массовой фракции оксидов азота NOx. По результатам оптимизационных расчетов можно сделать вывод, что относительно небольшие изменения размеров, формы и количества отверстий вторичного воздуха, формы и размеров жаровой трубы, диаметра лопаточного завихрителя, а также формы и размеров жиклеров газовой форсунки оказывают существенное влияние на такие показатели рабочего процесса, как: форма, объем и расположение зоны горения; расположение и интенсивность зоны смешения, что как следствие сильно влияет на интегральные параметры камеры сгорания.

малотоксичная камера сгорания, обогащено-обедненное горение, поле температур, выбросы вредных веществ