Моделирование горения топливно-воздушной смеси в камере сгорания ВРД

1. Моделирование горения топливно-воздушной смеси в камере сгорания ВРД

Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ»
им. Д.Ф. Устинова
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
БАКАЛАВРА
Моделирование горения топливновоздушной смеси в камере сгорания
ВРД
Выполнил:
Акилов А. С., гр. К-631
Научный руководитель:
Тетерина И. В.
Санкт-Петербург
2017

2. Основные задачи

• - построение модели КС в геометрическом построителе;
• - генерация расчетной стеки;
• - выбор математической модели
• - расчет процесса горения ТВС на трех режимах работы
двигателя (взлетный, крейсерский, режим малого газа)
2

3. Виды камер сгорания

а - трубчатая КС; б - трубчато-кольцевая КС; в – кольцевая КС
3

4. Кольцевая камера сгорания

4

5. Сечение КС ГТД ТВ3-117

5

6. Геометрия модели КС

6

7. Разрез модели КС

7

8. Расчетная сетка

8

9. Математическая модель

Уравнения неразрывности и движения:
Уравнение сохранения энергии:
Модель турбулентности К-ω SST:
Модель горения «Non-premixed combustion»:
Модель «Discrete phase»:
9

10. Начальные условия

Массовый
расход
топлива ,
кг/с
0.128
Взлетный
режим
Крейсерский 0.1
режим
Режим
малого газа
0.0458
Массовый
расход
воздуха,
кг/с
8.75
Давление
воздуха на
входе в КС,
ата
9.9
Температура
воздуха на
входе в КС,
К
473
7.1
8
473
2.97
5
373
Температура топлива на входе в КС: T=320 К
10

11. Температурное поле в камере сгорания при взлетном режиме работы

11

12. Температурное поле в камере сгорания при крейсерском режиме работы и при режиме малого газа

Крейсерский режим
Режим малого газа
12

13. Поле скорости в камере сгорания при взлетном режиме работы и при режиме малого газа

Взлетный режим
Режим малого газа
13

14. Линии тока

14

15. Заключение

В данной выпускной квалификационной работе рассмотрены процессы
газодинамики и теплообмена в камере сгорания типового ВРД. Средствами
современных информационных технологий проведено численное
моделирование внутрикамерных процессов с учетом кинетики горения
топливно-воздушной смеси заданного состава в рамках равновесной модели
горения предварительно не перемешанных сред, основанной на
использовании переменной смешения. Получены поля распределения
газодинамических величин при различных режимах функционирования
двигателя, а именно на крейсерском режиме, на взлетном и на режиме
малого газа.
15

16. Спасибо за внимание