Отправить статью по E-mail Трубчатая индивидуальная малотоксичная камера сгорания
- Авторы: Костюков А.В.1, Валеев А.Г.2, Дементьев А.А.2
-
Учреждения:
- Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (НАМИ),Российская Федерация
- Московский политехнический университет
- Выпуск: Том 91, № 1 (2024)
- Страницы: 13-22
- Раздел: Экологически чистые технологии и оборудование
- URL: https://bakhtiniada.ru/0321-4443/article/view/260266
- DOI: https://doi.org/10.17816/0321-4443-627164
- ID: 260266
Цитировать
Аннотация
Обоснование. В мире продолжаются интенсивные работы по совершенствованию и созданию микротурбинных энергоустановок для энергетики и транспорта. Эти работы продолжают оставаться актуальными в силу экологической чистоты микротурбин, а также в связи с тем, что микротурбины обладают потенциалом роста КПД до 50% и выше, что обеспечивает им возможность конкуренции с известными энергоустановками в обозримом будущем, в том числе, по эффективности. В силу вышесказанного работа по исследованию малотоксичной камеры сгорания для микротурбины также представляется актуальной.
Цель работы — расчетно-экспериментальное исследование индивидуальной трубчатой малотоксичной камеры сгорания микротурбины мощностью 50 кВт при повышении давления на входе в камеру.
Материалы и методы. Приводится описание объекта исследования — малотоксичной индивидуальной трубчатой камеры сгорания, экспериментальной установки для ее испытаний и результаты расчено-экспериментального исследования.
Результаты. В ходе проведённого расчетного и натурного исследований были определены гидравлические потери, величины выбросов оксидов азота, и температурная неравномерность на выходе камеры сгорания при повышении давления воздуха на ее входе.
Заключение. Расчетное исследование показало существенное влияние повышения давления воздуха с 3 до 3,5 бар на входе в камеру сгорания на ее основные параметры. Так более чем в два раза увеличились гидравлические потери и почти в 1,3 раза выбросы окислов азота. Проведенное экспериментальное исследование камеры сгорания в целом подтвердило результаты математического моделирования и тем самым аппробировало используемую расчетную модель. Так расхождение по экспериментально и расчетно полученным значениям относительных потерь давления в камере сгорания не превышает 15%, а по выбросам окислов азота 7%.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Андрей Вениаминович Костюков
Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (НАМИ),Российская Федерация
Email: kostukov123@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0005-5137-7259
кандидат техн. наук, главный специалист отдела альтернативных двигателей
Россия, МоскваАнтон Гаэрович Валеев
Московский политехнический университет
Email: valeevanton@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-7067-1269
ассистент кафедры «Энергоустановки для транспорта и малой энергетики»
Россия, 107023, Москва, ул. Б. Семеновская д. 38Александр Александрович Дементьев
Московский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: w1941w@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-2311-0849
SPIN-код: 7826-5560
доцент кафедры «Энергоустановки для транспорта и малой энергетики»
Россия, 107023, Москва, ул. Б. Семеновская д. 38Список литературы
- Teng S.Y., Máša V. New insights into the potential of the gas microturbine in microgrids and industrial applications // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2020. Vol. 134. doi: 10.1016/j.rser.2020.110078
- Benini E. Progress in Gas Turbine Performance. Padua: InTech Open. 2013. doi: 10.5772/27972013
- Матвеев С., Абрашкин В., Орлов М. и др.Разработка алгоритма проектировочного расчета камеры сгорания для микротурбинной энергоустановки // Бюллетень Самарского университета. 2013. №3(41). С. 146–155.
- Надареишвили Г., Костюков А., Карпухин К. Особенности конструкции при использовании эффективной микротурбины в качестве двигателя c расширенным диапазоном // Наука и техника. 2018. Т. 18, № 6. С. 447–460. doi: 10.21122/2227-1031-2019-18-6-447-460
- Karpukhin K, Terenchenko A, Kolbasov A., Kondrashov V. The use of microturbines as an energy converter for motor transport // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering. 2019 Vol. 8, N 10. P. 2700–2703. doi: 10.35940/ijitee.J9451.0881019
- Многоцелевые малогабаритные газотурбинные двигатели (микротурбины) со сверхвысокой степенью регенерации. Отчет. Этап 1. М.: МАМИ, 2015. Государственный регистрационный номер № 1027700140192. 2015.
- Горновский А.С., Валеев А.Г., Косач Л.А., и др. Оптимизация и доводка малотоксичной камеры сгорания с применением численного моделирования внутрикамерных процессов // Известия МГТУ МАМИ. 2017. № 3(33). C. 14–20.
- Горновский А.С., Валеев А.Г., Костюков А.В. Проектирование камеры сгорания на основе концепции RQL // Наукоград журнал. 2017. № 2. С. 73–76.
- Menter F.R. Two-equation eddy-viscosity turbulence models for engineering applications // AIAA Journal. 1994. Vol. 32, No. 8. P. 1598–1605.
- Menter F., Carregal Ferreira J., Esch T., et al. The SST turbulence model with improved wall treatment for heat transfer predictions in gas turbines. In: Proceedings of the international gas turbine congress. Tokyo, November 2–7, 2003. Tokio: Nippon Foundation, 2003. Дата обращения: 28.12.2023. Режим доступа: https://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2003/00916/pdf/igtc2003tokyo_ts059.pdf
- Muller C.M., Breitbach H., Peters N. Partially premixed turbulent flame propagation in jet flames // Symposium (International) on Combustion. 1994. Vol. 25, N 1. P. 1099–1106. doi: 10.1016/S0082-0784(06)80747-2
- Pitsch H., Chen M., Peters N. Unsteady flamelet modeling of turbulent hydrogen-air diffusion flames // Symposium (International) on Combustion. 1998. Vol. 27, N 1. P. 1057–1064. doi: 10.1016/S0082-0784(98)80506-7
- Pitsch H., Peters N. A consistent flamelet formulation for non-premixed combustion considering differential diffusion effects // Combustion and flame. 1998. Vol. 114. P. 26–40.
Дополнительные файлы
