Вдосконалення характеристик низькоемісійних камер згоряння газотурбінних двигунів методами математичного моделювання - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ імені адмірала Макарова УДК 621.45.034 Спеціальність 05.05.03 - Двигуни та енергетичні установки АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук ВДОСКОНАЛЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК НИЗЬКОЕМІСІЙНИХ КАМЕР ЗГОРЯННЯ ГАЗОТУРБІННИХ ДВИГУНІВ МЕТОДАМИ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ Мостіпаненко Ганна Борисівна Миколаїв 2008 Дисертацією є рукопис. Офіційні опоненти: доктор технічних наук Романов Віктор Іванович, ДП Науково-виробничий комплекс газотурбобудування “Зоря”-”Машпроект”, провідний конструктор; канд. техн. наук, старший науковий співробітник Костюк Володимир Євгенович, Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут» імені М.Є. Жуковського, провідний науковий співробітник Захист відбудеться 16 березня 2009 р. в 14:00 годин на засіданні спеціалізованої вченої ради Д38.060.02 при Національному університеті кораблебудування імені адмірала Макарова за адресою: 54025, м. Миколаїв, проспект Героїв Сталінграда, 9, ауд.360. Жорсткість міжнародних норм на рівні шкідливих викидів визначає актуальність і викликає необхідність комплексного рішення питань екологічного вдосконалювання енергетичних газотурбінних двигунів (ГТД) і установок на їх основі, що приводить до створення принципово нових конструкцій низькоемісійних камер згоряння. Дослідження виконано автором-аспірантом на кафедрі турбін машинобудівного інституту Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова в рамках Пріоритетних напрямків розвитку науки й техніки, напрямок 6 Новітні технології й ресурсосберегаючі технології в енергетиці, промисловості й агропромисловому комплексі: держбюджетні теми № 0105U001763 Розробка теорії низькоемісійного горіння в гібридних паливоспалюючих пристроях суднової й стаціонарної енергетики (2005-2007 рр.), № 0108U001165 Теорія низькоемісійного горіння вуглеводневих палив у камерах згоряння з упорскуванням пари контактних газопаротур-бінних установок (2008 р.), а також відповідно до договору про творчу співдружність між НУК і ДП Науково-виробничий комплекс газотурбобудування Зоря-Машпроект (2005-2006 рр.) за темою Розробка методів розрахунку характеристик робочого процесу в низькоемісійних камерах згоряння газотурбінних двигунів. Досягнення цієї мети потребувало рішення наступних завдань: вибору адекватних тривимірних математичних моделей турбулентних хімічно реагуючих потоків у низькоемісійних камерах згоряння газотурбінних двигунів, що працюють на газоподібному паливі; розробки кінетичних механізмів утворення токсичних компонентів (оксидів азоту й вуглецю) у газотурбінних камерах згоряння із частковим попереднім перемішуванням газоподібного палива з повітрям, а також з упорскуванням водяної пари; розробки методики числового експерименту для вдосконалення робочих процесів у низькоемісійних камерах згоряння ГТД з використання програмного забезпечення ANSYS Fluent і ANSYS CFX; верифікації запропонованих математичних моделей за результатами випробувань низькоемісійних паливоспалюючих пристроїв у стендових і натурних умовах; камера згоряння паливо газотурбінний теоретичного дослідження характеристик низькоемісійних камер згоряння ГТД, визначення основних напрямків і розробки практичних рекомендацій по їх вдосконалюванню; впровадження результатів досліджень у практику проектування низькоемісійних стаціонарних газотурбінних двигунів. Практичне значення отриманих результатів складається зі: створення методики числового експерименту для вдосконалення робочих процесів у низькоемісійних камерах згоряння ГТД з використання програмного забезпечення ANSYS Fluent і ANSYS CFX, що дозволяє скоротити вартість і підвищити ефективність експериментально-доводочних робіт; розробки рекомендацій з поліпшення температурного режиму й екологічних характеристик низькоемісійних камер згоряння ГТД ДН-80 потужністю 25 МВт і ГТУ типу Водолій потужністю 16 МВт із упорскуванням екологічної й енергетичної водяної пари виробництва ДП НВКГ Зоря-Машпроект (м. Схеми вимірювань екологічних характеристик ГТУ типу Водолій виробництва ДП НВКГ “Зоря”-”Машпроект”.