Експериментальні дослідження енергетичних характеристик плазмохімічного інтенсифікатора - Сербін С. І.; Козловський А. В.; Вілкул С. В.; Діасамідзе Б. Т.; Serbin Serhiy I.; Kozlovskyi Artem V.; Vilkul Serhiy V.; Disamidze Badri T. (My University, 2025)
Мета – підвищення ефективності процесу запалювання та згоряння вуглеводневих палив у низькоемісійних камерах згоряння газотурбінних двигунів шляхом створення та дослідження плазмохімічного елемента з вбудованим слабкострумовим плазмовим генератором. Методика. Проведено моделювання взаємодії паливно-повітряної суміші з низькотемпературною плазмою. Створено лабораторний експериментальний стенд для дослідження характеристик генератора повітряної плазми. Здійснено серію експериментальних вимірювань електричних, теплових та газодинамічних параметрів, включаючи вольт-амперні характеристики та довжину факела. Використано методи статистичної обробки даних з оцінкою похибок. Результати. Розроблено та виготовлено плазмохімічний елемент з вбудованим слабкострумовим генератором повітряної плазми. Визначено діапазони стабільної роботи генератора за струмами від 0,1 до 0,9 А і потужностями від 80 до 800 Вт. Отримано вольт-амперні характеристики при різних витратах плазмоутворюючого повітря. Доведено ефективне займання та розпилювання палива при низьких потужностях, встановлено вплив плазми на зміну довжини факела. Наукова новизна. Запропоновано та реалізовано нову конструкцію плазмохімічного елемента з перехресними каналами для підвищення ефективності змішування та займання паливно-повітряної суміші. Уперше проведено комплексне експериментальне дослідження енергетичних характеристик плазмового генератора в контексті його використання як стабілізатора полум’я у низькоемісійних камерах згоряння газотурбінних двигунів. Встановлено закономірності вольт-амперних характеристик генератора при різних режимах подачі плазмоутворюючого повітря, а також вплив розпилюючого повітря на напругу пробою електричної дуги. Вперше експериментально визначено діапазон стабільної роботи слабкострумового плазмотрону постійного струму з урахуванням особливостей конструкції. Отримані результати розширюють наукове уявлення про ефективність використання плазмохімічних елементів для стабілізації горіння та можуть бути використані для подальшої модернізації систем згоряння авіаційних і промислових ГТД з підвищеними екологічними вимогами. Практична значимість. Результати експериментального дослідження демонструють доцільність компонування плазмового стабілізатора у конструктивну схему камер згоряння газотурбінних двигунів з метою підвищення стабільності горіння в умовах бідних паливно-повітряних сумішей. Отримані дані можуть бути використані при розробці та модернізації низькоемісійних камер згоряння для енергетичних ГТД, а також при оптимізації режимів запуску та роботи на часткових навантаженнях.
Experimental studies of energy characteristics of a plasma-chemical intensifier
Експериментальні дослідження енергетичних характеристик плазмохімічного інтенсифікатора = Experimental studies of energy characteristics of a plasma-chemical intensifier / С. І. Сербін, А. В. Козловський, С. В. Вілкул, Б. Т. Діасамідзе // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2025. – № 1 (499). – С. 76–82.
Keywords: камера згоряння; плазмовий стабілізатор; газотурбінний двигун; стабільність горіння; експериментальні дослідження; combustion chamber; plasma stabilizer; gas turbine engine; combustion stability; experimental research