Научная статья на тему 'Экспериментальные исследования распыливания жидкости модельными фронтовыми устройствами камер сгорания'

Экспериментальные исследования распыливания жидкости модельными фронтовыми устройствами камер сгорания Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
445
113
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КАМЕРА СГОРАНИЯ / ФОРСУНКА / ФАКЕЛ РАСПЫЛИВАНИЯ / ВИЗУАЛИЗАЦИЯ / COMBUSTION CHAMBER / ATOMIZER / SPRAY CONE / VISUALIZATION

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Васильев А. Ю., Свириденков А. А., Третьяков В. В.

Проведен анализ результатов экспериментальных исследований характеристик топливовоздушных аэрозолей, генерируемых различными модельными фронтовыми устройствами камер сгорания перспективных схем. Выявлено влияние подачи воздуха в центральный канал форсунки на конфигурацию зоны обратных токов и характеристики факела распыла. Выполнено сравнительное исследование факелов распыла за фронтовыми устройствами различных типов. Получены данные по распылу жидких пленок с поверхностей пластин и распределениям в потоке пульсаций концентраций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF FLUID ATOMIZATION BY MODEL FRONTAL DEVICES OF COMBUSTION CHAMBERS

The paper presents the analysis of results of experimental research of characteristics of fuel-air sprays produced by various model frontal devices of combustion chambers of promising design. The influence of air supply to the central duet of the atomizer on the configuration of the reverse current zone and the characteristics of the spray cone is revealed. Comparative study of spray cones behind frontal devices of various types is carried out. Data on spraying liquid films from plate surfaces and the distribution of concentration pulsations in the flow are obtained.

Текст научной работы на тему «Экспериментальные исследования распыливания жидкости модельными фронтовыми устройствами камер сгорания»

УДК 621.452.3

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПЫЛИВАНИЯ ЖИДКОСТИ МОДЕЛЬНЫМИ ФРОНТОВЫМИ УСТРОЙСТВАМИ КАМЕР СГОРАНИЯ

©2011 А. Ю. Васильев, А. А. Свириденков, В. В. Третьяков

Центральный институт авиационного моторостроения, г. Москва

Проведен анализ результатов экспериментальных исследований характеристик топливовоздушных аэрозолей, генерируемых различными модельными фронтовыми устройствами камер сгорания перспективных схем. Выявлено влияние подачи воздуха в центральный канал форсунки на конфигурацию зоны обратных токов и характеристики факела распыла. Выполнено сравнительное исследование факелов распыла за фронтовыми устройствами различных типов. Получены данные по распылу жидких пленок с поверхностей пластин и распределениям в потоке пульсаций концентраций.

Камера сгорания, форсунка, факел распыливания, визуализация.

Постановка задачи

В данной работе экспериментальное исследование распыливания жидкости будет проведено применительно к фронтовым устройствам камер сгорания перспективных схем, а именно к камерам сгорания с многоярусными завихрителями. Схемы рассматриваемых фронтовых устройств

представлены на рис. 1, а, б. Поскольку использование многоярусных завихрителей является некоторой альтернативой по отношению к традиционным, то в работе рассматривается также распыл топлива обычными двухъярусными завихрителями (рис.1, в).

б в Рис. 1. Схемы фронтовых завихрительных устройств: а - трехъярусный модуль МОГОС; б - трехъярусный модуль с префильмером (МОГОС-П); в - двухъярусный завихритель

Из рис.1 видно, что в двухъярусном завихрителе распыливание топлива производится непосредственно форсункой, установленной на оси фронтового устройства, в то время как в обоих вариантах модуля МОГОС (МОдуль с ГОмогенизацией горючей Смеси) происходит многостадийный распыл топлива: часть топлива, распыленного форсунками, попадает на стенки за-вихрительного устройства или префильмер, образует на них жидкие плёнки и впоследствии распыливается с острых кромок. Таким образом, исследование процесса рас-пыливания топлива данными фронтовыми устройствами можно разбить на решение следующих задач: l) распыливание топлива форсунками, 2) формирование и распыл жидких плёнок с острых кромок пластин, 3) исследование взаимодействия факелов распыла за фронтовыми устройствами. В данной работе это исследование состоит в определении геометрических характеристик факелов распыла, дисперсного состава образующегося аэрозоля и нахождении распределения концентраций капельножидкого топлива в рабочем объёме. Поскольку проведение экспериментов во внутренних областях камеры сгорания является чрезвычайно сложной технической задачей, то данное исследование будет проведено в основном для капельновоздушных потоков, распространяющихся в затопленном пространстве.

Методика проведения опытов

В экспериментах по исследованию характеристик распыла топлива использовалась разработанная в ЦИАМ установка, оснащённая лазерными средствами диагностики топливных факелов [l]. В опытах определялись мелкость распыливания капель и их распределение в измерительном объёме, а также расходы воздуха и топлива через завихрители и форсунку исследуемого модуля. Оптическая часть установки состояла из гелий-неонового лазера, системы линз, коллиматоров и приёмника излучения рассеянного света. Установка оснащена измерителями расходов жидкого топлива и воздуха, а также датчиками давления. От-

носительная погрешность измерений расходов топлива и воздуха, а также давления не превышала 1%.

Оптический метод измерения средне-заутеровского диаметра капель и их концентрации в факеле распыла состоит в сравнительном измерении интенсивности рассеянного света, проходящего через щели различной конфигурации: плоскую 11 и секторную 12. В этом методе (малоугловой метод) размер капель Б32 измеряется вдоль луча с использованием соотношения: В32=3-1у//16-8(11/12). После определения Б32, при известной длине луча Ь, по ослаблению падающего света 10 определяется концентрация частиц в объёме Су (величина С безразмерна и пропорциональна относительному объёму капель в воздухе). Точность измерения величины П32 в диапазоне 5<032<100 мкм составляет 5%.

Кроме малоуглового метода (ММ) в работе использован более точный и информативный метод флуоресцентно-

поляризационного отношения (ФПО), который позволяет определять как средние, так и пульсационные значения концентраций топлива в факеле. Метод ФПО основан на измерении интенсивностей флуоресценции 1р и поляризованной компоненты рассеянного на каплях света /^. Для возбуждения флуоресцентного излучения в исследуемую жидкость добавляется краситель и производится облучение её световым потоком от лазера. Лазерный луч, пройдя через факел распыленного топлива, подкрашенного флуоресцирующей присадкой оксихинолина, рассеивается на каплях и возбуждает флуоресценцию. Цветное изображение сечения топливного факела лазерной плоскостью регистрируется цифровой фото- или видеокамерой, оптическая ось которой направлена под углом к лазерной плоскости. Таким образом, в каждой точке изображения сечения факела лазерной плоскостью регистрируются интенсивности флуоресценции 1р и вертикально поляризованная компонента Ми-рассеянного на каплях света !$. Информация с видеокамеры подаётся на ЭВМ, где она обрабатывается и производятся расчёты среднеза-утеровского диаметра 032 капель и их

объёмной концентрации Су: 032~/р //$, а Су~/р.

В качестве тестовых проведены измерения размеров и концентрации капель в факеле эталонной пневматической форсунки обоими методами. Полученные распределения удовлетворительно согласуются между собой.

Для определения пульсаций концентрации использовалась многократная съёмка факела распыла и проводилась специальная обработка полученных изображений на ЭВМ. Для получения геометрических характеристик факелов, а также визуального наблюдения за процессом распада жидких пленок применялась фотосъёмка.

Исследование факелов распыла форсунок

Целью первого этапа этой работы была отработка схемы топливоподачи для формирования желательных характеристик топливного аэрозоля. Получено, что при выборе надлежащих геометрических параметров форсунки, формы, взаимного расположения и размеров сопла, шнека и топливных наконечников можно существенно повлиять на характеристики топливного факела [2]. На рис.2 в качестве примера приведены фотографии топливного факела, создаваемого обычной пневматической форсункой (рис.2, а) и форсункой со специальным наконечником (рис.2, б).

В первом случае угол раскрытия факела составляет 60°, во втором - 80°. При этом концентрация топлива оставалась максимальной на оси потока, т. е. взаимодействие струй с активной частью потока воздуха не было достаточно сильным и не приводило к существенному увеличению радиальной скорости капель топлива.

а б

Рис. 2. Визуализация топливовоздушного факела

При использовании распылителей с наклонными струями топлива, пересекающими поток воздуха внутри форсунки, концентрация капель в факеле распыла становится более равномерной (рис.З).

Рис. 3. Визуализация топливовоздушного факела с наклонной подачей струй

Оценки показывают, что в рабочем, для форсунок, диапазоне числа Вебера составляют величины порядка 2-4, что значительно меньше критического значения (Жекр=10,6). По этой причине образующиеся в факеле распыла топлива капли в дальнейшем не дробятся воздушным потоком, а хорошее распыливание может быть достигнуто за счёт формирования в потоке топливных плёнок, образующихся при слиянии дискретных струй или капель. При этом для достижения приемлемой мелкости распы-ливания топливная плёнка должна иметь одинаковую толщину и достаточную протяжённость для попадания её нераспавшей-ся части в воздушный поток. В этом случае изменение диаметра плёнки от выхода до начала распада приводит к значительному уменьшению её толщины и, как следствие, к улучшению мелкости распыливания (рис.4, а). В противном случае в факеле распыла наблюдаются системы дискретных струй и большое количество крупных капель (рис.4, б).

а б

Рис. 4. Зависимость формы истечения топлива из сопла форсунки от заглубления Ь0 шнека: а - заглубление +0,3 мм; б - заглубление -0,5 мм

Одним из новых и малоисследованных видов форсунок является пневматическая форсунка с центральным протоком воздуха. На рис.5 приведён фотоснимок топливовоздушного факела за такой форсункой и зависимость среднезаутеровского диаметра капель 8МБ от разности давлений воздуха в центральном канале и завихрите-ле форсунки.

ской форсунки при наличии и отсутствии обдувающего воздуха. Видно, что процесс коагуляции капель керосина наиболее интенсивно протекает на расстояниях 10-20 мм от сопла, где наблюдается наибольшая плотность топливного аэрозоля. На больших расстояниях происходит увеличение площади поперечного сечения топливовоздушного факела, расстояние между соседними каплями увеличивается, а их взаимодействие уменьшается.

ЖДмкм

обдува

; Керосин, с _ обдувом

У

Рис. 5. Фотоснимок формы факела распыливания и зависимость среднезаутеровского диаметра капель БМБ от разности давлений на входе воздуха в центральный канал и завихритель форсунки

Видно, что в результате подавления воздухом центрального канала форсунки зоны обратных токов на оси факела концентрация капель становится достаточно равномерной. При этом имеет место стабилизация обоих потоков: и жидкости, и газа. Кроме того, при подаче воздуха вдоль оси наблюдается локальное уменьшение 8МБ (при АРв-АРцв=10 кПа для керосина в 30 мм от форсунки - до 10 мкм). Физически градиент давления поперёк плёнки стремится отклонить её в этом направлении. При недостаточном вдуве происходит схлопыва-ние плёнки в струю, сопровождающееся её дроблением на крупные капли, а при чрезмерно высоких скоростях вдува, когда существенны эффекты нестационарности и дестабилизации течения, происходит преждевременное дробление толстой плёнки.

Анализ результатов опытов показал также, что в данном случае существенны процессы коагуляции капель. На рис.6 приведены результаты испытаний пневматиче-

10 16 20 25 30 35 <0 у |у|

Рис. 6. Распределения размеров в зависимости от расстояния У до сопла форсунки при наличии и отсутствии обдувочного воздуха

Отметим, что начальные точки кривых, соответствующих аэрации факела и отсутствию аэрации, совпадают. Это означает, что для керосина на 10 мм от среза форсунки дробление капель полностью закончено. В дальнейшем дисперсность аэрозоля в обоих случаях слабо меняется с расстоянием. При этом средний размер капель при их «естественной» коагуляции составляет 24-27 мкм, а при наличии аэрации, снижающей эффект коагуляции, - 17-20 мкм.

Исследования зависимости форм топливных факелов от режимов течения были проведены также для двухканальной центробежной форсунки [3]. При этом основное внимание уделялось образованию, неустойчивости и распаду кольцевых жидких плёнок.

На рис.7 приведены примеры образования и разрушения топливных плёнок при различных расходах топлива (керосина) через форсунку. Топливная плёнка вблизи сопла форсунки имеет форму пузыря, размеры которого растут с увеличением расхода топлива и при некотором расходе образуется второй пузырь. Течение плёнки первого пузыря устойчивое, а на плёнке второго пузыря появляются возмущения, приводящие к отрыву капель от его по-

верхности и образованию топливного факела.

да

пластины-префильмера применена флуоресцентная визуализация капель. Топливная плёнка на пластине формировалась круглой струёй топлива, окруженной кольцевой струёй воздуха и находящейся в сносящем воздушном потоке. На рис.8 приведены фотографии струи топлива, натекающего на пластину, помещённую в плоский канал, в потоке воздуха.

б

Рис. 7. Фотографии жидкой пленки за центробежной форсункой: а - Ог=1,86 г/с; б - Ог=3,32 г/с

Вторичный распыл топлива с острых кромок распыливающих устройств

Пневматическое распыливание топлив с предварительным образованием плёнки является уникальным средством получения хороших характеристик топливных аэрозолей при малых перепадах давления. В данной работе для исследования распыливания жидкости в канале с плоской

Рис.8. Фотография струи топлива, натекающего на пластину

Из рис.8 видно, как с кромки этой пластины стекает топливная плёнка, образующаяся при соударении струи топлива с пластиной. Разрушение плёнки наблюдалось и фотографировалось в следе за пластиной и на выходе из канала. Основное внимание в данной работе уделено распределениям и пульсациям концентрации капель за пластиной по пространству и времени.

В качестве распыливающего устройства использовалась форсунка типа Нукия-мы-Танасавы, наклонённая под углом 35° к продольной оси канала. Топливо при перепаде давления на форсунке ЛРф=340 кПа подавалось со скоростью 18 м/с в сносящий поток воздуха, имеющий скорость 53 м/с.

Рис. 9. Распределение осредненной концентрации вдоль оси х

а

На рис.9 показаны распределения средних относительных значений концентрации вдоль кромки пластины (ось х) на расстоянии >>0=22 мм от края пластины. Точка (х=0, z=0) соответствует координате центра струи в месте её соприкосновения с пластиной. Рис.9, а соответствует распыли-ванию струи топлива, выходящего из сопла без спутного потока воздуха, рис.9, б - при наличии спутного потока.

Из приведённых на рис.9 распределений видно, что при взаимодействии жидкости с поверхностью пластины вследствие неустойчивости течения вдоль неё образуется квазипериодическая структура концентрации капель. Аналогичная структура наблюдается и в распределениях пульсаций концентрации. При подаче соосного топливу воздуха со скоростью 74 м/с (7% от расхода топлива) характеристики факела распыла за пластинкой изменяются. Спутный воздух разрушает периодическую структуру концентрации топлива вдоль пластины и в распределениях концентрации вблизи точки удара струи о пластину появляется ярко выраженный минимум (40% от максимального значения концентрации). Это можно объяснить следующим образом. Распыливающий воздух, соосный со струёй топлива, взаимодействует со стенкой, вблизи которой образуется застойная зона. При этом струя отклоняется от её первоначального направления и растекается в радиальных направлениях вдоль поверхности стенки. Одновременно происходит уменьшение пульсаций концентрации приблизительно на 15%. Наличие спутного потока воздуха приводит к сужению топливного факела в поперечном направлении (г) и увеличению скорости движения плёнки вдоль пластины. Последнее приводит к её утончению, что, в свою очередь, вызывает уменьшение размеров капель за пластиной, в данном случае приблизительно на 30%. Это подтверждается и рис.10, где представлено распределение размеров капель в поперечном направлении при подаче спутного потока воздуха.

Из рисунка видно, что наиболее крупные капли наблюдаются в центральной области следа за распыливающей пластинкой. Отметим, что максимальное значение кон-

центрации Су в экспериментах составляло Су тах=5.1х10-4, а максимальное значение пульсаций концентрации не превышало 14%, что меньше, чем в факеле центробежной форсунки.

5М0,МКМ ; ; ; ; ; ; ;

Рис. 10. Распределение размеров капель в поперечном направлении

Определение характеристик распыла топливного факела за двухъярусным завихрителем

На рис.11 приведены измеренные распределения концентраций топлива за двухъярусным завихрителем, установленным в открытом пространстве, на различных расстояниях АХ от места впрыска топлива (фронтовой плиты).

-20 - 10 0 10 М

а

б

Рис.11. Распределение концентрации топлива по диаметру факела распыливания: ЛРф=3,2 кПа, Ов=52 г/с, От=3,2 г/с

х 10"4

топлива по длине факела:

ЛРф=3,2 кПа, Ов=52 г/с, От=3,2 г/с

Изменение средней концентрации топлива по длине факела приведено на рис.12. Как следует из приведённого графика, процесс смешения топлива с воздухом практически заканчивается на расстоянии АX=25 мм от места впрыска топлива. При этом неравномерность в распределении концентрации, наблюдаемая на расстоянии 5 мм от форсунки, быстро исчезает в результате интенсивного смешения топлива с воздухом.

-60 -40 -20 0 20 40 2. мм

Рис.13. Распределение размеров капель топлива по диаметру факела распыливания:

ЛРф=3,2 кПа, Ов=52 г/с, От=3,2 г/с

Эксперименты также показали, что средние размеры капель распыленного топлива практически не зависят от расстояния до фронтового устройства (рис. 13), за исключением периферии факела, где наблю-

дается рост размеров капель. По значению перепада на фронтовом устройстве можно оценить скорость движения воздуха за форсункой. В этих оценках значение коэффициента расхода т принималось равным 0,7. Следовательно, U=/w[2(p1-p2)/p]1 2 = 50,7 м/с и для капель диаметром 20-30 мкм числа Вебера равны We=pUd/o = 2,5-3,8. Числа Вебера из этого диапазона соответствуют устойчивым состояниям капель, вследствие чего их дробления набегающим потоком воздуха не происходит.

Из представленных распределений видно, что в начальных сечениях, на расстояниях Х<30 мм от места распыла безразмерные максимальные значения концентраций последовательно уменьшаются от

ск=1 до ск=0,2. Здесь ск=Ск,тах/Ск.вх — безразмерные значения концентраций.

На этих же расстояниях измеренные среднезаутеровские диаметры капель в струе оказываются постоянными и составляют приблизительно 20 мкм. В дальнейшем, при Х>30 мм, концентрации капель остаются практически постоянными, а размеры капель последовательно увеличиваются, особенно в периферийной части струи, где составляют 30-40 мкм.

Распыл топлива за трёхъярусным завихрителем МОГОС

Исследования распыливания и распределения жидкого топлива в закрученном потоке за модулем МОГОС (без пре-фильмера) показали, что при подаче топлива только в центральный канал при перепаде давления воздуха 2,7 кПа за модулем наблюдается равномерное распределение капель топлива в поперечном сечении факела при размерах капель приблизительно 53 мкм. Оказалось, что при этом направления закруток воздушных потоков во внешнем и центральном завихри-телях существенно влияют и на размеры капель, и на равномерность их распределения по сечению. Так, при противоположном направлении закруток D32 =73-92 мкм и Су=3,7-6,4, а при одинаковом - D32=53-72 мкм и Су=2,7-4,56. Пример распределения концентраций топлива и размеров капель в факеле распыла при снятом стабилизаторе пламени приведён на рис.14.

32

мкм

V Л Л ,5 У

-60 -40 -20

20

40 У, мм _60 .40 .20

А .1

\/ 1 у К , У Л \

Ч

20

40 ¥, мм

Рис.14. Радиальное распределение размеров капель керосина (D32) и их концентрации (Су) в топливном факеле за модулем МОГОС

В модуле с кольцевым стабилизатором размер капель оказался на 15-20 мкм меньше по сравнению с модулем без стабилизатора. Например, при работе только центральной форсунки D32=37-45 мкм. При расходе топлива 1,8-3,9 г/с значения концентраций капель составили Су=2,4-2,6. В случае совместной работы центральной форсунки и коллектора внешнего завихри-теля (12 форсунок) величина медианного размера капель составила D32=48-62 мкм при параметре Су=3,4-5,8.

Пневматический распыл в модуле с кольцевым префильмером

Проведённые испытания фронтового устройства с форсуночным модулем МОГОС выявили некоторые недостатки смесеобразования и привели к выводу о необходимости использования префильмера в области струйной подачи топлива [4]. Для проверки распределения топлива на кольцевом префильмере описанное устройство было испытано при подаче в качестве топлива керосина. В опытах расход воздуха при перепаде 2 кПа составлял 100 г/с, варьируемыми параметрами были Ок - расход топлива через коллектор наружного контура, Оф - расход топлива через центральную форсунку. Фотография факела распыла приведена на рис.15, а результаты измерений размеров топливных капель - на рис.16.

Рис.15. Фотография факела распыла ЛРв=2 кПа, От^= Ок + Оф = 5 г/с

Рис.16. Распределение размеров капель по диаметру факела: а-ЛРв= 2 кПа, От%= Ок + Оф = 5 г/с; б- Ок = 4 г/с., 0Ф=0; в- 0К=0, ОФ=2г/с

Опыты показали, что факел распыла в среднем однороден по размерам капель и распределениям объёмных концентраций,

а

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

б

в

однако при этом пульсации концентраций весьма велики и достигают более 50%.

Выводы

В работе проведён анализ результатов экспериментальных исследований характеристик топливовоздушных аэрозолей, генерируемых различными модельными фронтовыми устройствами камер сгорания перспективных схем.

Обнаружено, что подача воздуха в центральный канал форсунки приводит к подавлению зоны обратных токов на оси факела, улучшению распыла и выравниванию концентрация капель в поперечном направлении; при этом улучшается стабилизация обоих потоков: и жидкости, и газа; наблюдается существенное локальное уменьшение размеров капель (до 10 мкм, при АРв-АРцв=10 кПа для керосина).

Распыл жидких плёнок с поверхностей пластин показал, что характеристики этого распыла весьма близки к известным характеристикам для пневматических форсунок (углы раскрытия факела и мелкость распыла).

Сравнительное исследование факелов распыла за фронтовыми устройствами показало, что двухъярусный завихритель обеспечивает мелкость распыла порядка 20 мкм при приемлемой равномерности распределения концентраций топлива на расстоянии одного калибра от места распыла. Трёхъярусный завихритель модуля МОГОС также обеспечивает достаточную равномерность поля концентраций капель, но при мелкости распыла в диапазоне от 40 до 60 мкм. Трёхъярусный завихритель МОГОС с префильмером даёт размеры капель порядка и менее 20 мкм и также обеспечивает достаточную равномерность поля их концентраций.

Для каждого из рассматриваемых устройств получены значения пульсаций концентраций капель, что очень важно для оценки завихрителей в отношении их экологических характеристик.

Анализ результатов исследований позволил сделать следующие рекомендации:

а) при организации топливоподачи для слияния струй в кольцевую топливную пелену и её оптимального дальнейшего

дробления на капли расстояние между выходами струй должно быть порядка 2-4 калибра струи;

б) для пневматических низконапорных форсунок с распыливанием топливной плёнки найдено оптимальное по мелкости капель и минимальному давлению топли-воподачи расположение шнека относительно топливной иглы;

в) на начальном участке топливного факела для уменьшения средних размеров капель полезно интенсивное разбавление его воздухом.

Библиографический список

1. Комбинированная измерительная

система для определения характеристик факела распыливания применительно к низкоэмиссионным КС [Текст]/ А. Ю. Васильев, А. Г. Голубев, А. А. Свириденков [и др.] // Труды X юбилейной международной научно-технической конференции, 23-26

июня 2009 г. -М.: Изд. дом МЭИ, 2009. -С.302-305.

2. Васильев, А. Ю. К проектированию пневматических форсунок для малоэмиссионных камер сгорания [Текст]/ А. Ю. Васильев //Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики "АНТЭ-2009": материалы V Всерос. науч.-техн. конф. 12-13 октября 2009 г. - Казань: Изд-во Казанского государственного технического университета, 2009. - Т.1- С. 155-161.

3. Образование и распад жидкой плёнки в закрученном потоке за центробежной форсункой [Текст] / А. Ю. Васильев, А. И. Майорова, А. А. Свириденков [и др.] // Теплоэнергетика. - 2010. - №2. -С.54-57.

4. Третьяков, В. В. Эффективность

смешения капельно-жидкого топлива с воздухом в завихрительных фронтовых устройствах [Текст] / В. В. Третьяков,

А. А. Свириденков // Вестн. СГАУ. - Самара: Изд-во СГАУ. - 2009. -№3(19), ч.2. -С.162-170.

Работа поддержана Российским фондом фундаментальных исследований, проект № 11-01-00352.

EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS OF FLUID ATOMIZATION BY MODEL FRONTAL DEVICES OF COMBUSTION CHAMBERS

©2011 A. Yu. Vasilyev, A. A. Sviridenkov, V. V. Tretyakov

Central Institute of Aviation Motors (Moscow)

The paper presents the analysis of results of experimental research of characteristics of fuel-air sprays produced by various model frontal devices of combustion chambers of promising design. The influence of air supply to the central duet of the atomizer on the configuration of the reverse current zone and the characteristics of the spray cone is revealed. Comparative study of spray cones behind frontal devices of various types is carried out. Data on spraying liquid films from plate surfaces and the distribution of concentration pulsations in the flow are obtained.

Combustion chamber, atomizer, spray cone, visualization.

Информация об авторах

Васильев Александр Юрьевич, кандидат технических наук, начальник сектора, Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова. E-mail: yagodkin@ciam.ru. Область научных интересов: экспериментальные методы исследования гидродинамики, распыливания топлива и смесеобразования.

Свириденков Александр Алексеевич, ведущий инженер, Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова. E-mail: sviriden@ciam.ru. Область научных интересов: экспериментальные и расчетно-теоретические методы исследования гидродинамики, распыливания топлива, смесеобразования и процессов тепло- и массооб-мена.

Третьяков Валентин Валентинович, кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник, Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова. E-mail: tretjak@ciam.ru. Область научных интересов: расчетнотеоретические методы исследования гидродинамики, распыливания топлива, смесеобразования и процессов тепло- и массообмена.

Vasilyev Alexander Yurievich, Cand. Tech. Sci., Federal State Unitary Enterprise Central institute of aviation engine production named after P.I. Baranov (FGUP CIAM), chief of sector. E-mail: yagodkin@ciam.ru. Area of research: experimental methods of research of hydrodynamics, fuel atomization and mixing processes.

Sviridenkov Alexander Alekseevich, Federal state unitary enterprise Central institute of aviation engine production named after Baranov (FGUP CIAM), leading engineer. E-mail: sviriden@ciam.ru. Area of research: experimental, computational and theoretical methods of research in hydrodynamics, fuel atomization, mixing and heat-mass transfer processes.

Tretyakov Valentin Valentinovich, candidate of physical and mathematical science, associate professor, leading researcher, Central Institute of Aviation Motors. E-mail: tretjak@ciam.ru. Area of research: computational and theoretical methods of research of hydrodynamics, fuel atomization, mixing and heat-mass transfer processes.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.