Эффективность смешения капельно-жидкого топлива с воздухом в завихрительных фронтовых устройствах

УДК 621.45.022.2

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СМЕШЕНИЯ КАПЕЛЬНО-ЖИДКОГО ТОПЛИВА С ВОЗДУХОМ В ЗАВИХРИТЕЛЬНЫХ ФРОНТОВЫХ УСТРОЙСТВАХ

©2009 В. В. Третьяков, А. А. Свириденков Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, г. Москва

Работа посвящена исследованию завихрительного фронтового устройства для малоэмиссионной камеры сгорания. Рассматриваются процессы смешения капельно-жидкого топлива с воздушным потоком. Расчеты проведены на основе интегрирования уравнений Рейнольдса для газовой фазы и уравнений Лагранжа для топливных капель. Исследование процессов смешения выполнено для двух конструктивных вариантов модуля. Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными показало их удовлетворительное согласование.

Топливо, капли, фронтовое устройство

Работа посвящена вопросам экспериментального и численного исследования процессов смешения капельно-жидкого топлива с воздухом в форсуночных модулях камер сгорания современных ГТД. Рассматриваются два вида завихрительного фронтового устройства: обычный двухъярусный осерадиальный завихритель и одна из модификаций трехъярусного модуля МОГОС, разработанного в ЦИАМ. Схемы обоих завих-рителей приведены на рис. 1.

5

Рис. 1. Схемы а) - двухъярусного и б) - трехъярусного завихрителей

На схемах: 1 - 5 - отверстия подвода воздуха; 6,7 - топливные форсунки; 8 - пре-фильмер; 9 - стабилизатор; 10 - разделители. Основные отличия в приведенных схемах следующие. Двойной осевой вход первого яруса двухъярусного завихрителя заменен тангенциальным в модуле МОГОС, а тангенциальный завихритель второго яруса

- осевым; добавлен третий ярус с тангенциальным входом воздуха, в котором для улучшения распыла топлива, подаваемого из наружных пневматических форсунок, установлен префильмер. В двухъярусном завих-рителе все топливо подается через центро-

бежную форсунку, а в трехъярусном - и через центробежную, и через 12 пневматических форсунок подачи основного топлива. Направления закруток потоков во всех за-вихрителях одинаковы. Центральный внутренний канал двухъярусного завихрителя предназначен для подачи газообразного топлива.

В работе анализ эффективности смешения делается на основе расчетноэкспериментальных методов исследования. Использованная для этого методика состоит из расчетов характеристик течения воздуха в рабочем объеме камеры сгорания и расчетов распределения концентраций капельножидкого топлива в этом объеме. Первые основываются на численном интегрировании уравнений Рейнольдса, записанных в переменных скорость-давление для случая стационарного турбулентного закрученного течения постоянной плотности, вторые - на интегрировании уравнений, описывающих движение отдельных капель. При этом данные о расходах топлива, начальных скоростях и углах вылета капель берутся из результатов автономных испытаний центробежных и пневматических форсунок. Распределение концентраций газообразного топлива рассчитывается по уравнениям переноса пассивной примеси. Экспериментальное исследование состоит в определении характеристик газовых потоков с помощью прибора Particle Image Velosimetr (PIV); для определения характеристик распыливания используются средства лазерной диагностики топливных факелов. В опытах опреде-

лялись поля скоростей воздушного потока, распределение концентраций капель, а также их распределение по размерам в рабочем объеме.

Целью работы является сравнительный анализ полей концентраций капельножидкого топлива в потоках, вытекающих из двух- и трех- ярусных завихрителей, и установление на основе этого анализа преимуществ и недостатков каждого из них. В данной работе также ставится задача получения надежных экспериментальных данных о полях течения и распределениях концентраций капельно-жидкого топлива в следе за завих-рительным устройством на основе непосредственного сравнения результатов расчетов и опытов. В работе такое сравнение проведено для поля скорости воздуха при его истечении из модуля МОГОС, поля течения воздуха за штатным двухъярусным завихрителем при открытом центральном канале и поля концентраций капельно-жидкого топлива при его подаче в двухъярусный завихритель. Во всех случаях рассматривалось истечение в открытое пространство.

Адекватность использованных методик расчета реальности устанавливается путем сопоставления их результатов с экспериментальными данными, полученными на различных завихрителях, установленных в открытом пространстве. Решаются следующие задачи: 1) расчет поля течения воздуха при его истечении из штатного двухъярусного завихрителя в отсутствие форсунки, 2) расчет поля течения воздуха при его истечении из модуля МОГОС, 3) расчет полей концентраций капельно-жидкого топлива при его подаче в двухъярусный завихритель и 4) расчет поля концентраций газообразного топлива при его подаче во внутренний канал двухъярусного завихрителя.

Для тестирования численных расчетов полей концентраций капельножидкого топлива проведена серия специальных опытов при подаче жидкого топлива в центральный канал двухъярусного завихрителя.

2. Методики проведения опытов

Измерение полей скорости проведено на установке, описанной в [1]. В опытах перепад давлений составлял DP /Pa = 0.03, где DP = P - Pa, и Pa - атмосферное давление.

Контроль расходов воздуха по каналам осуществлялся при помощи расходомеров с сужающимися устройствами. Точность измерения расходов составляла величину порядка 1%. Для исследования характеристик потока и измерения полей концентраций газообразного топлива применялся прибор Particle Image Velosimetr (PIV). Методика определения характеристик воздушного потока этим прибором основывалась на использовании цифровой видеосъемки течений, засеиваемых частицами нейтральной плавучести, и специальных комплексных алгоритмов обработки данных. В результате получались мгновенные пространственные распределения полей скорости потока и другие его характеристики.

В экспериментах по исследованию характеристик распыла топлива использовалась установка, оснащенная лазерными средствами диагностики топливных факелов. В опытах определялись мелкость рас-пыливания капель и их распределение в измерительном объеме, а также расходы воздуха и топлива через завихрители и форсунку исследуемого модуля. Относительная 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 за модулем состоит в сравнительном измерении интенсивности рассеянного света, проходящего через щели различной конфигурации (плоскую и секторную). Это - метод малоуглового рассеивания, см. [2]. В результате определяется концентрация частиц в объеме Су, которая пропорциональна относительному объему капель в воздухе. Установка обеспечивала 5% точность измерения величины d32 в диапазоне 5 < d32 < 100 мкм.

3. Методика численных расчетов

Предполагается, что течение является изотермическим и осесимметричным. В этом случае система уравнений Рейнольдса для стационарных течений, записанная в консервативной форме, имеет следующий вид:

div

Здесь и - вектор осредненной скорости газовой смеси, ф - зависимая переменная, Гф -коэффициент диффузионного переноса, р -плотность, 8ф - источниковый член.

Записанная в виде (1) система уравнений решается с использованием двухпараметрической модели турбулентности к-8 конечно-разностным итерационным методом, описанным в [3].

В качестве граничных условий на входе (во входных сечениях) задаются профили трех компонент скорости, которые считаются параметрами задачи. На твердых границах используется т.н. "закон стенки", записанный для полной скорости. На боковых границах ставятся условия периодичности. В выходном сечении - т.н. "мягкие" граничные условия (Эф/Эх = 0). Условие для давления состоит в задании его значения в некоторой точке расчетной области, в данном случае в выходном сечении модуля на его оси. Аналогичные условия ставятся и для характеристик турбулентности.

Принятая в данной работе методика расчета концентрации топлива основана на расчете движения отдельных капель, см. [4].

При этом движение отдельной капли жидкости в известном газодинамическом поле описывается обыкновенным дифференциальным уравнением вида

т dV/dt = Я ,

где т - масса капли, V - ее скорость, Я - сила аэродинамического сопротивления.

При моделировании распыла топлива полагается, что распределение капель по размерам подчиняется закону Розина-Раммлера с показателем п = 3, а распределение капель в окружном (по углу ф) и продольном (по углу у) направлениях - нормальному закону. Начальные скорости капель Уо задаются модулем скорости V и значениями продольного и окружного углов: ук и фк. В расчетах предполагается, что топливо, попавшее на стенки модуля, образует на них жидкие пленки, которые, перемещаясь под действием воздушных потоков, достигают острых кромок модуля, где и происходит «вторичный» пневматический распыл топлива. Начальные данные по характеристикам этого распыла приняты в соответст-

вии с экспериментальными результатами работы [5]. В расчетах скорости воздушного потока в месте распыла приняты равными скоростям в узлах расчетной сетки, ближайших к соответствующей острой кромке со стороны движения топливной пленки.

4. Сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными

На рис.2 приведено сопоставление результатов численных расчетов с экспериментальными данными [1] по профилям продольной (иХ) и вращательной (иф) компонент скорости в сечении выхода из завихри-тельного устройства. В этих расчетах 01 = 6.88 г/с, О2+О3 = 52.3 г/с, где О1 - расход воздуха через центральный канал, 02 и 03 -расходы воздуха через осевой и радиальный завихрители, значения расходов воздуха через которые приняты одинаковыми. На рисунках сплошные линии - расчет, точки -эксперимент.

Видно, что рассчитанные профили скоростей в целом соответствуют экспериментальным.

Рис. 2. Профили скорости их и и9 на выходе из за-вихрителя

Из рисунков видно, что рассчитанные профили и продольной, и вращательной компоненты скорости являются более узкими, а их максимальные значения находятся ближе к оси модуля, чем это имеет место в эксперименте. Кроме того, величина продольной компоненты скорости на оси в зоне обратного тока в расчете меньше, чем в эксперименте.

Аналогичные сопоставления сделаны и для модуля МОГОС. Результаты этого сопоставления опубликованы в работе [3]. В этом случае было установлено хорошее совпадение и по профилям компонент скорости, и по размерам центральной зоны обратных токов.

В расчетах значения вращательных компонентов скоростей на выходе из завих-рителей задавались в соответствии с углами установки лопаток закручивающих аппаратов: ф1 = 27°, ф2 = ф3 = 45°.

О процессах смешения истекающих из завихрителей потоков можно также судить по распределениям концентраций пассивной примеси при подаче ее в один из каналов. В опытах [1] в качестве такой примеси использовался масляный аэрозоль, подаваемый в центральный канал.

Рис. 3. Профили концентраций пассивной примеси на выходе из завихрителя

На рис.3 представлено сопоставление результатов расчетов и опытов по профилям концентрации на выходе из завихрителя. Видно, что и в этом случае имеет место приемлемое согласование в расчетных и экспериментальных распределениях.

Таким образом, результаты расчетов демонстрируют приемлемое с практической точки зрения согласование с экспериментальными данными и по структуре течения вблизи выхода из завихрителя, и по конфигурации зоны обратных токов, и по распределениям концентраций. Некоторое несовпадение результатов расчетов и экспериментов по-видимому связано с отличиями от реальных входных профилей скорости и соответствующими различиями в интенсивностях процессов смешения истекающих из за-вихрителей потоков. Кроме того, как показали эксперименты, течение за данным за-вихрительным устройством в исследованных режимах является существенно нестационарным.

В связи с отсутствием экспериментальных данных по полям концентраций ка-

пельно-жидкого топлива, на которых можно было бы тестировать численные расчеты, была проведена серия специальных опытов для жидкого топлива при его подаче в двухъярусный завихритель, установленный в открытом пространстве. На рис. 4 приведено сопоставление расчетных и экспериментальных профилей концентраций капель в продольном сечении завихрителя. хю-3

Рис. 4. Профили концентраций топлива СК в сечении X = 5 мм: 1 - эксперимент; 2 - расчет

Здесь также видно, что имеет место приемлемое согласование расчетных и экспериментальных распределений.

5. Характеристики топливного факела за двухъярусным завихрителем

На рис. 5 приведены экспериментальные распределения произведения концентрации топлива на местную ширину факела (Су = СкхУф - условная концентрация), измеренные вдоль хорды топливного факела. Здесь истинная концентрация Ск - доля объема, занимаемого каплями топлива в факеле распыла, Уф - ширина факела в поперечном направлении (вдоль хорды). Таким образом, истинное значение концентрации капель Ск = Су/Уф, где для графика рис. 5-а Уф = 43 мм. Рассчитанное по распределению рис. 5-а среднее значение условной концентрации Су,ср = 4.3 х10-4 (см), а среднее значение истинной концентрации Ск,ср = 10-4. Так как доля объема, занимаемого распыленными каплями, равна отношению расходов топлива и воздуха, деленному на отношение их плотностей, то средняя объемная концентрация топлива равна Ск,ср = 0т/(0вхрт/рв). В опытах эта величина измерялась непосредственно и оказалась равной Ск,ср = 9.23 х10-5, что очень близко к ее значению, полученному из обработки экспериментальных профилей Ск.

*10

гЗ

су *\ м

\ )

ч

V,mm

а

40

Y, mm

б

X10

,-4

X10"

г4

і СУ-

1

£ 4 і

ÙW- і

-40 -20 0 20 40 60

У,тт

в г

Рис. 5. Распределение концентрации топлива по диаметру факела распыливания:

X = 5 мм

Опыты проведены при следующих параметрах: ЛРф = 3.2 кПа, 0в = 52 г/с, 0т = 3.2 г/с.

На рис. 6 приведено изменение средней относительной концентрации топлива по длине факела.

Как следует из приведенных графиков рис. 5 и 6, процесс смешения топлива с воздухом практически заканчивается на расстоянии X = 25 мм от места впрыска (фронтовой плиты). Видно, что неравномерность в распределении концентраций, наблюдаемая на расстоянии X = 5 мм от форсунки, быстро исчезает в результате интенсивного смешения топлива с воздухом, х ^cГл

Рис. 6. Распределение средней концентрации топлива по длине факела:

Ь=3.2 кПа; 0в=52 г/с; 0т=3.2 г/с

Интересно отметить, что в начальных сечениях, на расстояниях Х < 30 мм от места распыла, измеренные среднезаутеровские диаметры капель в струе оказываются постоянными и составляют приблизительно 20мкм. В дальнейшем, при Х > 30 мм, размеры капель последовательно увеличиваются, особенно в периферийной части струи, где они составляют 30.. .40 мкм.

6. Расчеты полей скорости и концентраций за завихрителями

Эффективность смешения капельножидкого топлива с воздушным потоком во многом определяется гидродинамикой течения. На рис. 7 и 8 приведены результаты расчета поля скорости в продольных сечениях модулей, установленных в жаровой трубе камеры сгорания. Входные значения компонент скорости в каналах приняты в соответствии с экспериментально полученными значениями расходов. За характерный размер задачи Н0 принят средний радиус внутренней стенки жаровой трубы Н0 = 60 мм. К этой величине отнесены все линейные размеры задачи. Длина камеры принята равной Ь = 300 мм. Характерное значение скорости течения и0 принято равным IIо = 20 м/с.

Рис. 7. Поле скорости

за двухъярусным завихрителем

с префильмером

На рисунке хорошо видна обширная зона обратного тока (ЗОТ) в приосевой области течения, начинающаяся вблизи выхода из завихрителя. При истечении в затопленное пространство ЗОТ в этом режиме также начиналась непосредственно за завихрите-

лем, а в экспериментах даже заходила внутрь его. В модуле МОГОС кроме центральной имеется также развитая ЗОТ в следе за стабилизатором.

Отмеченные отличия в полях скорости во многом определяют и различия в распределениях концентраций топлива в рабочих объемах модулей.

Соответствующие распределения концентраций капельно-жидкого топлива за двухъярусным завихрителем представлены на рис. 9 и 10.

На графиках рис. 9 X - заглубление топливной форсунки относительно фронтовой плиты.

Рис. 9. Распределения концентраций капельно- жидкого топлива за двухъярусным завихрителем: а) X = 0; б) X = - 5 мм

Видно, что поля концентраций капельно-жидкого топлива имеют похожую структуру и являются достаточно широкими. При этом наиболее широкий факел распыла оказывается в варианте, когда форсунка имеет заглубление 5 мм. При выдвижении форсунки вперед факел распыла становится более узким.

Рис. 10. Распределения концентраций капельно- жидкого топлива за завихрителем МОГОС с префильмером

Видно, что в случае трехъярусного завихрителя топливный факел оказывается шире, чем в двухъярусном. Это свидетельствует об улучшении распыла топлива, которое объясняется многостадийностью его распыливания. Отметим, что при распыле с острых кромок префильмера топливный факел в следе за стабилизатором оказывается шире, чем в альтернативном случае, что связано с наличием в рассматриваемой области развитой зоны обратного тока в виде парного тороидального вихря.

7. Обсуждение результатов

Сущность проведенного исследования состоит в анализе эффективности смешения распыленного капельно-жидкого топлива с воздухом во фронтовых устройствах с двух-и трехярусными завихрителями. Решение поставленной задачи осуществляется в несколько этапов. Первый этап - получение экспериментальных данных о полях скорости и концентраций капельно-жидкого топлива. Второй этап - доработка ранее использовавшихся методик расчетов и сопоставление результатов этих расчетов с данными опытов. Третий этап - проведение параметрических исследований и анализ полученных результатов.

На первом этапе решалась задача получения экспериментальных данных для случая истечения воздушного потока в неограниченное пространство. Оказалось, что течения за завихрителями при этом носят нестационарный характер и поэтому картины течения в области измерений, с которыми в дальнейшем производятся сравнения результатов расчетов, являются некоторым осреднением по времени соответствующих реальных распределений. Тем не менее, величины концентраций Ск и положения их максимумов по сечениям в расчетах и экспериментах для обычного двухъярусного завихрителя вблизи места впрыска топлива оказались весьма близкими: СкЭКСП = = 0.8.. .1.5 г/м3, СкРАСЧ = 1.2 г/м3 дляХ = 5 мм и Скэксп = 0.75. 0.85 г/м3, Скрасч = 0.75 г/м3 для Х = 10 мм.

Обнаружено, что на начальном участке факела распыла происходит резкое падение максимальных значений концентраций топлива, тогда

как на расстояниях, больших Х= 25мм, максимальные значения концентраций сохраняются постоянными. На этом же расстоянии, как показывают оценки, заканчиваются процессы дробления капель, но имеют место процессы их коагуляции, о чем свидетельствует рост размеров капель на периферии топливного факела при Х > 30 мм. Получено также, что мелкость распыла топлива в случае двухъярусного завихрителя на начальном участке (5 < X < 20 мм) составляет приблизительно 20 мкм.

Второй этап - сопоставление результатов расчетов с данными опытов. Оказалось, что характеристики течений на выходе из закручивающих устройств обоих видов с достаточной для практики точностью совпадают с экспериментальными и по профилям скорости, и по размерам зон обратных токов

- ее длине L30T и радиусу R30T . Так, и в расчетах, и в экспериментах с трехъярусным за-вихрителем эти размеры оказались весьма близкими: L30T^Kün = 125 мм, Язот.эксп = =33мм, Lзoт,РАсч = 115 мм и Язот,расч =30мм. Аналогичное соответствие имеет место и для двухъярусного завихрителя. Сопоставление результатов расчетного и экспериментального исследований для профилей концентраций капельно-жидкого топлива показало, что координаты положения максимумов концентраций топлива в расчетах и экспериментах практически совпадают. Есть также соответствие и в величинах этих максимумов, особенно в начальных сечениях факела (Х< 30 мм). Вместе с тем, экспериментальные профили концентраций оказались значительно шире расчетных.

В целом можно констатировать, что использованные методики расчета с приемлемой для практики точностью описывают реальные распределения.

На третьем этапе решались задачи о течениях и распределениях топлива в областях, ограниченных стенками камеры.

Оказалось, что структура газового потока в модуле отличается от структуры потока при истечении в безграничное пространство и оказывает заметное влияние на распределение топлива в камере. Вместе с тем, это влияние для двухъярусного завих-

рителя и завихрителя модуля МОГОС различно: в модуле МОГОС оно более существенно.

Сравнение результатов расчетов распределений капельно-жидкого топлива за двух- и трехярусными завихрителями показывает, что во втором случае топливный факел является более широким, однако имеет менее равномерную структуру в поперечном сечении модуля. Кроме того, в модуле МОГОС распределение топлива оказывается сильно зависящим от его конструктивных и режимных параметров, в частности от расходов воздуха через распыливающие и охлаждающие отверстия. В двухъярусном за-вихрителе распыленное топливо более равномерно заполняет поперечное сечение рабочего объема и концентрируется вблизи фронтовой плиты. В области наружной стенки модуля имеет место сильное расширение факела, свидетельствующее об интенсификации процессов смесеобразования. Отмеченные различия определяются по крайней мере тремя причинами. Первая - в камере с двухъярусным завихрителем происходит непосредственный распыл топлива форсунками, в то время как в модуле МОГОС распределение топлива определяется его вторичным распылом с острых кромок разделителя потоков. Вторая - закрутки потоков в модуле МОГОС более значительны, что приводит к возникновению в при-осевой области развитой зоны обратных токов, которая в значительной мере формирует течение воздуха в модуле, а вместе с ним и характеристики топливного факела. Третья причина состоит в том, что формирование полей концентраций в модуле МОГОС осуществляется подачей топлива через два канала: приосевой и наружный. В этом случае топливо выходит из завихрительного устройства в виде системы отдельных струй. Поэтому его распределение в рабочем объеме существенно зависит от гидродинамики течения, которая и определяет процессы смесеобразования в модуле.

Отметим также роль префильмера в конструкции модуля МОГОС. Благодаря его установке удалось уменьшить долю топлива, попадающего на неохлаждаемые стенки

внешнего завихрителя и при этом улучшить характеристики факела распыла. Вместе с тем, подача распыливающих и охлаждающих струй над и под распыливающей пластиной снижает общую закрутку воздушного потока в завихрителе.

Заключение

В результате численных расчетов смешения капельно-жидкого топлива с воздухом во фронтовых устройствах с двух- и трехярусными завихрителями установлено, что смесительное устройство с трехъярусным завихрителем имеет более широкий факел распыла топлива по сравнению с двухъярусным. Однако за двухъярусным завихри-телем капельно-жидкое топливо более равномерно заполняет поперечное сечение рабочего объема, особенно в первичной зоне модуля. Всестороннее тестирование численных расчетов проведено на основе сопоставления их результатов с экспериментальными данными.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Проекты № 07-08-00573 и № 08-0800428.

Библиографический список

1. Третьяков, В.В. Экспериментальная верификация методов расчета течения и смешения газообразного топлива за завих-рительным фронтовым модулем/ В.В. Третьяков, А.К. Миронов, В.П. Маслов // Теплообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Матер.Ш междунар. конференции. конференции, 21 - 23 октября 2008 г., г. Москва, МЭИ (ТУ). На CD. Рег.№ 0320802 185.

2. Ягодкин, В.И. Метод определения дисперсности и концентрации капель распыленной жидкости по интегральным характеристикам рассеянного света/ Ягодкин В.И., Голубев А.Г. // Труды ЦИАМ. - 1979.- №867

3. Krasheninnikov, S. Yu. Computational-Experimental Investigation of Flow in the Sprayer Module of a Combustion Chamber of TAPS

Circuit Design/S.Yu. Krasheninnikov, A.K. Mironov, V.V. Tretiyakov. //Heat Transfer Research, 2006, v. 37, 501-514.

4. Третьяков, В.В. Расчет распределения капельно-жидкого и парообразного топлива в трехъярусном модуле камеры сгорания/ В.В. Третьяков //Вестн. СГАУ. - 2006. -№2(10). - Ч.2. - С.136-141.

5. Васильев, А.Ю. Исследования двухфазных потоков методом регистрации флуо -ресценции капель жидкости / А.Ю. Васильев [и др.] // ОМИП — 2007. Москва, 26 июня — 29 июня 2007 г.

References

1. Tretjakov V.V., Experimental verification of computation methods of flow field and gas fuel mixing after the sprayer module of combustion chamber / V.V. Tretjakov, A.K.Mironov, V.P.Maslov// Materials of 3rd International Conference on "Heat and mass transfer and hydrodynamics in swirling flows" 21-23 October 2008. Moscow, MEI. On CD Reg. N0320802 185.

2. Yagodkin V. I. A method of definition of dispersion and concentration of drops of the sprayed liquid under integrated characteristics of scattering light / of Jagodkin V. I, Golubev A.G.// Reports CIAM - 1979.-N867

3. Krasheninnikov, S. Yu. Computational-Experimental Investigation of Flow in the Sprayer Module of a Combustion Chamber of TAPS Circuit Design/ S.Yu. Krasheninnikov, A.K. Mironov, V.V. Tretiyakov. //Heat Transfer Research, 2006, v. 37, 501-514

4. Tretijakov V.V. Calculation of distribution of drop-forming and vaporous fuel in the three-storied module of the chamber of combustion / of V.V. Tretjakov//Vestnik SSAU. - 2006. -2 (10). - part.2. - p.136-141.

5. Vasiliev, A.JU. Investigations of two-phased flows by means of fluid drops fluorescence measurements / A.JU.Vasilev [etc.]//OMIP -2007. Moscow, 26- 29 June, 2007

THE MIXING EFFICIENCY OF LIQUID DROPLET FUEL AND AIR FLOW IN THE FRONTAL SWIRL DEVICES

©2009 V. V. Tretiyakov, A. A. Sviridenkov

Central Institute of Aviation Motors

This work devoted to investigation of frontal swirl device for low-emission combustion chamber. It deals with the mixing processes of liquid droplet fuel and air flows. The numerical model includes the Reynolds equations and Lagrangian individual droplet equations. Fuel distribution calculations for any constructions of swirler were made. The results show the agreement coincident of experimental and calculation results.

Fuel, droplet, frontal device

Информация об авторах

Третьяков Валентин Валентинович, кандидат физико-математических наук, доцент, ведущий научный сотрудник Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова. Тел. (495) 362-90-36. E-mail: tretjak@ciam.ru. Область научных интересов: процессы смешения в камерах сгорания ГТД.

Свириденков Александр Алексеевич, ведущий инженер Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова. Тел. (495) 362-90-36. E-mail: sviri-den@ciam.ru. Область научных интересов: процессы смешения в камерах сгорания ГТД.

Sviridenkov Aleksander Alekseevich, The leading engineer of The Central Institute Aviation Motors P.I. Baranova's name. Phone: (495) 362-90-36. E-mail: sviriden@ciam.ru. Area of research: mixture processes in combustion chambers of GTE.

Tretjakov Valentin Valentinovich, Dr., Head Researcher, assistant professor, The Central Institute Aviation Motors P.I. Baranova's name, Phone: (495) 362-90-36, E-mail: tretjak@ciam.ru. Area of research: mixture processes in combustion chambers of GTE.