Влияние свойств перспективных топлив на гидродинамически нестационарный эффект в топливных системах ГТД

Авторы

Асланов А. Р.¹, Краев В. М.^2*, Мякочин А. С.², Силуянова М. В.²

1. АО «Национальный центр вертолётостроения имени М. Л. Миля и Н. И. Камова», 140070, Московская область, Люберецкий район, поселок Томилино, улица Гаршина, дом 26/1
2. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: kraevvm@mail.ru

Аннотация

В работе приведены результаты численного моделирования воздействия гидродинамически нестационарных условий на коэффициент трения. Нестационарные процессы присущи работе каждого газотурбинного двигателя (ГТД) поскольку сопровождают все переходные режимы ГТД. При применении перспективных топлив, таких как жидкие водород, пропан и метан, нестационарные условия существенно могу влиять на процессы теплообмена и гидродинамики, и такое влияние требует оценки и учета. Наиболее распространенным видом нестационарных условий для авиационных топлив является гидродинамическая нестационарность, т.е. существенное изменение расхода топлива при переходе с режима малого газа на взлетный режим, а также активация реверса тяги при торможении воздушного судна. Полученные результаты показывают существенную зависимость влияния физических свойств жидких водорода, пропана и метана на изменение гидравлического сопротивления при нестационарном воздействии на по-ток, и будут полезны при проектировании топливных систем перспективных авиационных двигателей.

Ключевые слова:

авиационные газотурбинные двигатели, взлетный режим авиационных ГТД, устойчивая работа ГТД, криогенное топливо, метан, нестационарные процессы, гидродинамика и теплообмен в каналах

Список источников

1. Kalinin E.K., Dreitser G.A. Unsteady convective heat transfer for turbulent flows of gases and liquids in tubes // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1985. Vol. 28. № 2. pp. 361–369. 
2. Dreitser G.A., Bukharkin V.B., Kraev V.M. et al. Expe-rimental study of effect of hydrodynamic unsteadiness on a turbulent gas flow structure and heat transfer // Heat Transfer Research. 1998. Vol. 3. pp. 93.
3. Попов Д.Н. Об особенностях нестационарных пото-ков в трубах // Изв. вузов. Машиностроение. 1972. № 7. С. 78.
4. Валуева Е.П., Попов В.Н. Нестационарное турбу-лентное течение жидкости в круглой трубе. Известия Академии наук СССР. Механика жидкости и газа. 1993. № 5. С. 150.    
5. Валуева Е.П., Гидродинамика и теплообмен при тур-булентном течении жидкости в трубе в условиях мо-нотонного изменения расхода во времени // ТВТ. 2005. Т. 43. В. 2. 212–222 с.
6. He K., Seddighi M., He S. DNS study of a pipe flow fol-lowing a step increase in flow rate // International Journal of Heat and Fluid Flow. 2016.    
7. Асланов А.Р., Краев В.М., Молчанов А.М. Модель расчета переходных процессов в криогенных топ-ливных магистралях современных авиационных дви-гателей // Тепловые процессы в технике. 2023. Т. 15. № 4. С. 185–192.
8. Дрейцер Г.А., Краев В.М. Турбулентные течения газа при гидродинамической нестационарности. Красно-ярск: САА, 2001. 148 с.
9. Никифоров А.Н., Герасимов С.В. Изменение парамет-ров турбулентного течения при ускорении и замедле-нии потока // Инженерно-физический журнал. 1985. № 49(4). С. 533–539.