Самовозбуждение колебаний газа в трубе с закрученным пламенем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена исследованию пульсационного горения в камере сгорания с закрученным потоком. Экспериментально определены условия возбуждения и характеристики акустических колебаний газа в трубе с тангенциальной подачей смеси пропан-бутанового топлива с воздухом. Обнаружена аномальная зависимость частоты колебаний газа от коэффициента избытка воздуха α: минимум при α = 1 и локальный максимум при α ≈ 1.15. При α = 1 колебания газа имеют максимальную амплитуду. Показано, что на частоту колебаний существенно влияют аксиальный градиент скорости звука в трубе, его зависимость от амплитуды колебаний газа.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. М. Ларионов

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Россия, Казань

А. О. Малахов

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Россия, Казань

О. В. Иовлева

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Россия, Казань

Е. В. Семенова

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Email: Evgeniya.yallina@gmail.com
Россия, Казань

И. В. Ларионова

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Россия, Казань

Список литературы

  1. Lieuwen T., Zinn B.T. Theoretical Investigation of Combustion Instability Mechanisms in Lean, Premixed Gas Turbines // AIAA 98-0641. 1998.
  2. Morgans A.S., Stow S.R. Model-based Control of Combustion Instabilities in Annular Combustors // Combust. Flame. 2007. V. 150. P. 380.
  3. Steinberg A.M., Boxx I., Stӧrh M., Meier W., Carter C.D. Flow-flame Interactions Causing Acoustically Coupled Heat Release Fluctuations in a Thermo-acoustically Unstable Gas Turbine Model Combustor // Combust. Flame. 2010. V. 157. P. 2250.
  4. Durox D., Moeck J.P., Bourgouin J.F., Schuller T., Candel S., Morenton P., Viallon M. Flame Dynamics of a Variable Swirl Number System and Instability Control // Combust. Flame. 2013. V. 160. P. 1729.
  5. Malahov A.O., Larionov V.M., Iovleva O.V., Gaianova T.E., Gaponenko S.A. Pulsating Combustion of Propane-butane Fuel Mixture with Air in a Vortex Combustion Chamber // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1588. № 1. 012026.
  6. Matveev K.I., Culick F.E.C. A Study of the Transition to Instability in a Rijke Tube with Axial Temperature Gradient // Journal of Sound and Vibration. 2003. V. 264. P. 689.
  7. Raun R.L., Beckstead M.W. A Numerical Model for Temperature Gradient and Particle Effects on Rijke Burner Oscillations // Combust. Flame. 1993. V. 94. P. 1.
  8. Малахов А.О., Ларионов В.М., Константинов Н.В. Аксиальное распределение температуры газа и скорости звука в трубе с закрученным пламенем // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2022. № 24. С. 63.
  9. Ларионов В.М., Зарипов Р.Г. Автоколебания газа в установках с горением. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. С. 226.
  10. Семенова Е.В., Иовлева О.В., Ларионова И.В., Ваньков Ю.В. Частоты колебаний газа при горении твердого топлива в коаксиальных трубах // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19. № 1–2. С. 164.
  11. Semenova E.V., Iovleva V.M., Larionov E.V. Frequencies of Gas Oscillations in a Pipe with a Concentrated Heat Source // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 669. 012023.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1 – входная камера; 2 – охлаждающий контур; 3 – винтовой поршень; 4 – патрубок подачи топливовоздушной смеси; 5 – цилиндрическая труба-резонатор; 6 – схема расположения патрубков; 7 – трубопроводы подвода смеси к патрубкам; 8, 9 – вход и выход охлаждающей воды; 10 – акустический зонд, щуп; 11 – микрофон; 12 – спиралевидная звукопоглощающая трубка; 13 – компьютер; 14 – термопара ВР 5/20; 15 – компенсатор холодного спая; 16 – цифровой прибор Ф266; 17 – распределитель смеси.

Скачать (118KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость частоты колебаний газа от расхода смеси.

Скачать (44KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость амплитуды колебаний газа от расхода смеси.

Скачать (46KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости частоты акустических колебаний от коэффициента избытка воздуха для трех фиксированных расходов воздуха: 1 – Vα = 21 л/мин, 2 – 25.8, 3 – 27.

Скачать (54KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимости амплитуды акустических колебаний от коэффициента избытка воздуха: 1 – Vα = 21 л/мин, 2 – 25.8, 3 – 27.

Скачать (50KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимости частоты колебаний газа от коэффициента избытка воздуха при lс = 0.45 м, lt = 0.48 м: 1 – n = 4, 2 – 2.

Скачать (53KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимости амплитуды колебаний газа от коэффициента избытка воздуха при lс = 0.45 м, lt = 0.48 м: 1 – n = 4, 2 – 2.

Скачать (49KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».