Дослідження впливу швидкості розпилювання рідкого палива на характеристики двопаливної газотурбінної камери згоряння

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСербін, С. І.
dc.contributor.authorДіасамідзе, Б. Т.
dc.contributor.authorSerbin, Serhii I.
dc.contributor.authorDisamidze, Badri T.
dc.date.accessioned2021-04-14T12:45:02Z
dc.date.available2021-04-14T12:45:02Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionСербін, С. І. Дослідження впливу швидкості розпилювання рідкого палива на характеристики двопаливної газотурбінної камери згоряння = Investigations of liquid fuel spraying velocity influence on characteristics of a dual-fuel gas turbine combustor / С. І. Сербін, Б. Т. Діасамідзе // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : НУК, 2019. – № 1 (475). – С. 58–64.uk_UA
dc.description.abstractАнотація. Мета. Метою роботи є дослідження впливу швидкості впорскування рідкого палива в канали аксіально-радіальних завихрювачів низькоемісійної камери згоряння газотурбінного двигуна (ГТД) потужністю 25 МВт на температурне поле на виході з камери та емісію оксидів азоту. Методика. Для підвищення ефективності процесів у двопаливній газотурбінній камері пропонується використовувати ідеї попереднього перемішування рідкого і газоподібного палива з повітрям в аксіально-радіальних завихрювачах, дрібнодисперсного розпилювання рідкого палива високошвидкісним повітряним потоком після компресора високого тиску, що забезпечить перехід з одного виду палива на інший без зупинки газотурбінного двигуна та мінімальні викиди токсичних компонентів на основних режимах роботи. Розрахунки проводяться за допомогою тривимірного математичного моделювання. Результати. Запропоновано ефективний спосіб організації робочого процесу в двопаливній газотурбінній низькоемісійній камері згоряння. Проведено теоретичні дослідження утворення оксидів азоту для різних швидкостей впорскування рідкого палива в канали аксіально-радіальних завихрювачів низькоемісійної камери згоряння. Здійснено вибір математичної моделі вигоряння рідкого палива в двопаливній низькоемісійній камері згоряння з урахуванням утворення основних токсичних компонентів. Тривимірна математична модель вигоряння рідкого палива в двопаливній низькоемісійній камері згоряння ГТД містить у собі такі рівняння: нерозривності, збереження кількості руху та енергії, переносу компонентів кінетичної схеми з урахуванням дисипації вихорів, утворення і розкладання оксидів азоту, переносу характеристик турбулентності, променистого теплообміну у взаємодії з рівняннями моделі дискретної фази. Математична модель емісії оксидів азоту являє собою систему рівнянь масового переносу, які враховують конвекцію, дифузію, а також утворення і розкладання NOx та споріднених сполук. За допомогою тривимірного математичного моделювання отримано графік залежності оксидів азоту (NOx) від швидкості подачі рідкого палива в канали аксіально-радіальних завихрювачів низькоемісійної камери згоряння ГТД при радіальному способі подачі палива, а також побудовано графік залежності нерівномірності температурного поля на виході з камери згоряння. Наукова новизна. Отримано нові знання щодо організації робочого процесу в двопаливних камерах згоряння ГТД та нерівномірності температурного поля на виході. Практична значимість. Дана робота має теоретичний характер, проте отримані результати можуть бути використані в ДП «Науково-виробничий комплекс газотурбобудування «Зоря»–«Машпроєкт» при модернізації існуючих двигунів.uk_UA
dc.description.abstract1Abstract. Purpose. This study is dedicated to specifying fluid dynamic characteristics and reducing NOx emission. Two-phased combustion of dual-fuel gas turbine engines researches are important due to present needs and future environmental safety. Also combining liquid and gaseous state combustion could lead to economic and social benefits. This study is dedicated to specifying fluid dynamic characteristics and reducing NOx emission. Method. Three-dimensional mathematical modeling has been used as a method of research.The analysis of the influence of velocity on NOx emission with using working hypothesis of creating a low-emission dual-fuel combustor for a gas turbine engine has been made. An effective method of organizing the working process in a dual-fuel gas turbine combustor is has been used. A low-emission gas turbine combustor with pre-mixing of fuel and air was selected as a research object. Results. To increase the efficiency of processes in a dual-fuel gas turbine combustor, it is proposed to use the idea of preliminary mixing of liquid fuel with air in axial-radial swirlers. The choice of a mathematical model of liquid fuel burning in a dual-fuel low-emission combustor taking into consideration formation of the main toxic components has been made. Eddy dissipation concept, radiation heat transferring model, specific (k–ε) turbulence model, discrete phase model have been used for liquid fuel combustion process modeling. Theoretical investigations of nitrogen oxides formation have been carried out for various methods of liquid fuel injection into the channels of axial-radial swirlers of low-emission combustor. Using three-dimensional mathematical modeling, a graph of the nitrogen oxides (NOx) dependence on the flow rate of the liquid fuel into the channels of the axial-radial swirlers of the low-emission gas turbine combustor was obtained, taking into consideration the radial mode of fuel supply. The graph of the unevenness of the temperature field was also obtained. The results of three-dimensional mathematical modeling showed the prospect of a radial method of liquid fuel injection into the channels of axial-radial swirlers of a gas turbine low-emission combustor in comparison with the traditional method of liquid fuel supply using centrifugal nozzles. The results of mathematical modeling revealed that fuel supply velocity above 40 m/s is prohibited, and the best emission results are at the lowest velocity indicators. Scientific novelty. As result the knowledge about combustion process in dual-fuel combustion chambers was deepened. Practical importance. This work has been theoretical in nature; however, the obtained results could be used in the State Research and Development Production Gas Turbine Complex "Zorya"–"Mashproekt" when upgrading existing engines.uk_UA
dc.identifier.issn2311-3405 (Print)
dc.identifier.issn2313-0415 (Online)uk
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/3865
dc.language.isoukuk_UA
dc.relation.ispartofseries621.45.034uk_UA
dc.subjectгазотурбінний двигунuk_UA
dc.subjectдвопаливна низькоемісійна камера згорянняuk_UA
dc.subjectпроцес горінняuk_UA
dc.subjectgas turbine engineuk_UA
dc.subjectdual-fuel low-emission combustoruk_UA
dc.subjectcombustion processuk_UA
dc.titleДослідження впливу швидкості розпилювання рідкого палива на характеристики двопаливної газотурбінної камери згорянняuk_UA
dc.title1Investigations of liquid fuel spraying velocity influence on characteristics of a dual-fuel gas turbine combustoruk_UA
dc.title22019
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Serbin.pdf
Розмір:
813.22 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 1 (475) 2019