Досліджено питання числового моделювання низькоемісійних камер згоряння газотурбінних двигунів з упорскуванням водяної пари та горінням частково перемішаної паливоповітряної суміші. Розроблено універсальну математичну модель тривимірного хімічно реагувального потоку, яка дозволяє прогнозувати вихідні температурні й екологічні характеристики камер згоряння, що працюють на газоподібному паливі. Наведено результати верифікації моделі, на підставі яких підтверджено її вірогідність для широкого спектра робочих режимів. Запропоновано методику числового експерименту. З використанням даних, одержаних під час проведення розрахунків, вдосконалено конструкції конкретних зразків низькоемісійних камер згоряння. Доведено необхідність і можливість використання числового експерименту під час проектування камер згоряння газотурбінних двигунів.

  Скачати повний текст

Вперше розроблено методику виявлення вібраційного горіння в низькоемісійних камерах згоряння газотурбінних установок (КЗ ГТУ), яка, на відміну від відомих рішень, базується на реєстрації вібраційних сигналів з подальшою їх обробкою методами вузькосмужного спектрального аналізу. Удосконалено динамічну модель нестаціонарного підводу тепла у КЗ ГТУ шляхом урахування динаміки заповнення "холодної" та "гарячої" частин камери згоряння, інерційності руху продуктів згоряння, динамічних властивостей системи підводу палива. Запропоновано новий підхід щодо формалізованого опису механізмів появи та встановлення вібраційного горіння в низькоемісійних камерах згоряння ГТУ.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Теоретично обгрунтовано технічну можливість створення системи децентралізованого вироблення тепла на основі взаємодіючих обертових потоків, в елементах якої аеродинамічна обстановка є змінюваною, що дозволяє суттєво підвищити ефективність використання паливно-енергетичних ресурсів. Виявлено, що причиною знищення пульсацій процесуючого вихрового ядра (ПВЯ) є його перехід від обертання як твердого тіла до обертання за законом вільного вихору, що супроводжується розширенням вихрового ядра на декілька ядер, прецесуючих з меншою інтенсивністю. Одержано аналітичні залежності для визначення сили, яка індукується ПВЯ в обертовому потоці газу за наявності зворотних струмів, швидкості у закрученому потоці від процесії вихрового ядра, часу, коефіцієнта в'язкості та частоти обертання потоку і залежність ступеня крутки потоку газу від частоти коливань ПВЯ, витрати газу та конструктивних параметрів за умов стійкості закрученого потоку газу. Розроблено теоретичні моделі різних типів взаємодії обертових газових струменів за наявності зони зворотних струмів і з урахуванням впливу на результуючий потік ПВЯ. Запропоновано способи інтенсифікації передачі тепла в камерах згоряння, локалізації теплового факела під час зварювання у захисному газі, плазменно-духового різання, конструкції пристрою для викиду газів, пилогазоприймача, скрубера, апарата для очищення повітря, батарейного циклона.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси горіння рідких, твердих і газових палив у гібридній камері згоряння (ГбКЗ) газотурбінного типу. На підставі експериментальних і розрахункових досліджень ГбКЗ розглянуто деякі способи покращання якості газифікації твердих та ступеня випаровування рідких вуглеводневих палив, а також стійкості горіння в газовій фазі. Дослідження процесів газифікації, випаровування та горіння проведено на експериментальних стендах з використанням оригінальних діагностик процесів у об'ємі камери згоряння (КЗ) та складу продуктів згоряння. Розроблено методику та проведено числові дослідження щодо впливу покращання теплоекологічних показників КЗ стаціонарної газотурбінної установки на рівень платежів за викиди відроблених шкідливих речовин з газами в атмосферу. Створено експериментальну установку та проведено досліди стосовно підпалу пиловугільно-повітряних сумішей НВЧ-розрядом у КЗ гібридного типу.

  Скачати повний текст

Запропоновано методи розрахунку та проектування вихрових клапанів, що використовуються як виконавчі пристрої у системах управління потоками суцільних середовищ. На основі експериментальних досліджень визначення моменту тертя обертової рідини об стінки вихрової камери встановлено зв'язок між законом опору та розподілом дотичних напружень на стінках. Одержані залежності використано під час математичного моделювання процесів, що відбуваються за умови течії закрученого потоку у вихровому клапані. Зазначено, що у порівнянні з методикою, заснованою на аналогії з обтіканням гладкої плоскої пластини, запропонована модель дає кращий збіг з експериментом, не потребує штучного підбору такого значення місцевого коефіцієнта тертя або турбулентної в'язкості, за яких досягається задовільний збіг розрахункових та експериментальних даних. На підставі аналізу результатів числового експерименту удосконалено існуючу методику інженерного розрахунку вихрових клапанів, що дозволяє одержати оптимальне співвідношення їх основних показників - коефіцієнта підсилення та ступеня лінійності вихідної характеристики. На основі розробленої методики розраховано та виготовлено дослідно-промислові зразки вихрових клапанів для системи автоматичного регулювання добору проб відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згоряння та для системи пневмозоловидалення у складі енергоблоку "Кураховська ТЕС".

  Скачати повний текст

Проведено термодинамічні дослідження енергетичних установок з повним уловлюванням вуглекислоти, утвореної внаслідок спалення органічного палива. Розглянуто газотурбінні та парогазові установки. Одержано значення коефіцієнта корисної дії (ККД) схем за різноманітними параметрами робочого тіла перед газовою турбіною і показники внутрішнього відносного ККД газової турбіни. Розглянуто вплив на ККД установки відносних витрат тиску на гідравлічні опори в елементах схеми та витрат енергії для одержання кисню, а також вплив промохолодження у процесі стиснення робочого тіла і проміжного підводу теплоти у разі розширення. Вперше доведено, що схеми енергоустановок з повним уловлюванням утвореної вуглекислоти не поступаються за ККД найбільш сучасним схемам парогазових установок.

  Скачати повний текст

Створено математичну модель явища Рійке, що враховує гідравлічний опір та силу тяжіння, у рівняння руху введено напірну характеристку труби Рійке, що враховує діючі сили. Уперше визначено основний механізм феномена Рійке, обумовлений зменшенням гідравлічного опору у разі зростання витрат повітря, який має місце за ламінарного режиму руху. Використано механізм феномена Рійке, що виявляється у запізненні тепловіддачі за високих температурних градієнтів, раніше розглянутий як механізм звучання резонатора Гельмгольца за відсутності в ньому наскрізного потоку. Запропоновано механізм запізнення зміни напору повітря у трубі Рійке, зумовлений зміною опору електроспіралі джерела тепловідводу, величина якого визначається змінним значенням витрати повітря. Визначено умови зменшення теплового опору у разі збільшення витрат димових газів. Описано механізм термоакустичних коливань, обумовлений дією тяги, спрямованої проти руху нагрітого потоку димових газів або нагрітого повітря у вертикальному каналі, згідно з яким залежність тяги від витрати є спадною. Установлено, що введення цього механізму у генератори термоакустичних коливань збільшує амплітуду коливань більше, ніж у 50 разів у порівнянні з тими, що збудужуються у генераторах за відсутності такого механізму. Визначено умови дії механізмів, спричинених зменшенням гідравлічного опору у разі зростання витрат димових газів для вібраційного горіння. З'ясовано закономірності термоакустичних коливань, що дало змогу розробити рекомендації щодо зниження їх амплітуди за вібраційного горіння в кауперах.

  Скачати повний текст