К вопросу о повышении эффективности рабочего процесса в камере сгорания испарительного типа газотурбинной установки при эксплуатации на топливе с противотурбулентной присадкой

Исследовано влияние противотурбулентной присадки — полиизобутилена — на рабочий процесс (воспламенение и горение керосина) в камере сгорания испарительного типа газотурбинной установки. Приведены экспериментальные значения периода индукции воспламенения керосина с добавкой полиизобутилена до 1 % масс., полученные в ударной трубе. Воспламенение осуществлялось в диапазоне температуры до 1600 К при давлении до 0,25 МПа. Получены расчетные данные по влиянию периода индукции воспламенения на коэффициент полноты сгорания керосина ТС-1 с полиизобутиленом в камере сгорания испарительного типа. Выполнено сопоставление расчетных и экспериментальных значений коэффициента полноты сгорания в камере сгорания испарительного типа в диапазоне коэффициента избытка воздуха 3…7. Полученные результаты предназначены для использования при проектировании камер сгорания испарительного типа газотурбинных установок.
EDN: AHBUSW, https://elibrary/ahbusw

Литература

[1] Toms B.A. Some observations on the flow of linear polymer solutions through straight tubes at large Reynolds numbers. Proc. 1st Int. Congress on Rheology, 1949, vol. 2, pp. 135–141.

[2] Данилов А.М. Применение присадок в топливах. Москва, Мир, 2005. 286 c.

[3] Манжай В.Н., Илюшников А.В., Гареев М.М. и др. Лабораторные исследования и промышленные испытания полимерной добавки для снижения энергетических затрат на магистральном нефтепроводе. Инженерно-физический журнал, 1993, т. 65, № 5, c. 515–517.

[4] Яновский Л.С., Дубовкин Н.Ф., Галимов Ф.М. и др. Горюче-смазочные материалы для авиационных двигателей. Казань, Мастер Лайн, 2002. 399 c.

[5] Кулиев А.М. Химия и технология присадок к маслам и топливам. Ленинград, Химия, 1985. 312 c.

[6] Chvanov V.K., Fatuev I.Y., Levochkin P.S. et al. Expand of capabilities of rocket and space complexes with high molecular additives to liquid propellant components. Proc. IAC, 2013, pp. 6879–6886.

[7] Гапонов В.Д., Фатуев И.Ю. Анализ эффективности использования полимерной присадки в горючем маршевых двигателей РН «Зенит». Труды НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко, 2005, № 23, с. 15–26.

[8] Гапонов В.Д. Оценка улучшения технических и энергомассовых характеристик маршевых двигателей РН «Союз» при введении в горючее присадки высокомолекулярного полиизобутилена. Конверсия в машиностроении, 2008, № 3, с. 68–72.

[9] Smolinski J.M., Gulari E., Manke C.W. Atomization of dilute polyisobutylene/mineral oil solutions. AIChE J., 1996, vol. 42, no. 5, pp. 1201–1212, doi: https://doi.org/10.1002/aic.690420502

[10] Rozhkov A.N. Dynamics and breakup of viscoelastic liquids (a review). Fluid Dyn., 2005, vol. 40, no. 6, pp. 835–853, doi: https://doi.org/10.1007/s10697-006-0001-7

[11] Lefebvre A.H. Gas turbine combustion. Hemisphere, 1983. 550 p.

[12] Боровик И.Н., Строкач Е.А. Влияние дисперсности распыла капель форсунками на полноту сгорания топлива в жидкостном ракетном двигателе. Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника, 2016, № 44, с. 45–62, doi: https://doi.org/10.15593/2224-9982/2016.44.03

[13] Borovik I., Strokach E., Kozlov A. et al. Influence of polyisobutylene kerosene additive on combustion efficiency in a liquid propellant rocket engine. Aerospace, 2019, vol. 6, no. 12, art. 129, doi: https://doi.org/10.3390/aerospace6120129

[14] Гапонов В.Д., Медведев В.К., Семенов С.Н. Влияние добавки ПИБ к керосину на внутрикамерные процессы ЖРД. Труды НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко, 2016, № 33, с. 60–80.

[15] Wei M.H., Li B., Ameri David R.L. et al. Megasupramolecules for safer, cleaner fuel by end association of long telechelic polymers. Science, 2015, vol. 350, no. 6256, pp. 72–75, doi: https://doi.org/10.1126/science.aab0642

[16] Гапонов В.Д., Коновалов К.Б. Сравнение эффективности снижения гидродинамического трения жидких углеводородов добавками полиизобутилена и сополимера высших альфа-олефинов. Труды НПО Энергомаш им. академика В.П. Глушко, 2013, № 30, с. 33–47.

[17] Gaponov V.D., Chvanov V.K., Fatuev I.Y. et al. The investigation of influence polyisobutilene additions to kerosene at the efficiency of combustion. In: Heat analysis and thermodynamic effects. IntechOpen, 2011, pp. 295–312, doi: https://doi.org/10.5772/22819

[18] Яновский Л.С., Вараксин А.Ю., Арефьев К.Ю. и др. Исследование воспламенения и горения синтетических высокомолекулярных углеводородов в высокоэнтальпийном воздушном потоке. Физика горения и взрыва, 2023, т. 59, № 4, с. 35–43, doi: https://doi.org/10.15372/FGV2022.9220

[19] Азатян В.В. Особенности физико-химических механизмов и кинетических закономерностей горения, взрыва и детонации газов. Кинетика и катализ, 2020, т. 61, № 3, с. 291–311, doi: https://doi.org/10.31857/S0453881120030041

[20] Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.Н., Либрович В.Б. и др. Математическая теория горения и взрыва. Москва, Наука, 1980. 478 с.

[21] Аннушкин Ю.М. Основные закономерности выгорания турбулентных струй водорода в воздушных каналах. Физика горения и взрыва, 1981, т. 17, № 4, с. 59–71.

[22] Александров В.Ю., Кукшинов Н.В. Модифицированная кривая выгорания для модельных высокоскоростных камер сгорания, интегрированных с воздухозаборным устройством. Физика горения и взрыва, 2016, т. 52, № 3, с. 32–36, doi: https://doi.org/10.15372/FGV20160304