WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

на правах рукописи

ЛАРИОНОВ Виктор Михайлович

МЕХАНИЗМЫ И УСЛОВИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ

АВТОКОЛЕБАНИЙ ГАЗА

В УСТАНОВКАХ С ГОРЕНИЕМ

05.07.05 – Тепловые, электроракетные двигатели

и энергоустановки летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань – 2004

Работа выполнена в Казанском государственном университете им. В.И. Ульянова–Ленина

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Костерин Валентин Александрович доктор технических наук, профессор Кочергин Анатолий Васильевич доктор технических наук Базаров Владимир Георгиевич

Ведущая организация: Научно-технический центр им. А. Люльки НПО «Сатурн» (г. Москва)

Защита диссертации состоится «» _ 2004 г. в «» часов на заседании диссертационного совета Д212.079.02 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу:

420111, г. Казань, ул. К. Маркса, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ им. А.Н. Туполева

Автореферат разослан «» _ 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент А.Г. Каримова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Процесс самовозбуждения акустических колебаний газа, когда ему сообщается теплота, выделяемая при горении или путем теплопередачи от нагретых тел, известен с работ Хиггинса, Рэлея, Рийке, Зондхаусса. В литературе это явление называют также вибрационным, или пульсационным горением, неустойчивостью горения, термическим возбуждением звука, термоакустическими колебаниями.

В камерах сгорания ракетных и газотурбинных двигателей колебания могут привести к частичному или полному разрушению элементов конструкции. Поэтому обеспечение устойчивости процесса горения является серьезной и актуальной проблемой, требующей больших материальных затрат, и занимает значительную часть времени в общей доводке двигателей.

В то же время установлено, что в колеблющихся потоках происходит существенное ускорение различных тепломассообменных процессов, увеличение теплонапряженности топочного объема, улучшение полноты сгорания топлива по сравнению с равномерным, устойчивым режимом горения.

Эти преимущества могут быть использованы в энергетических установках, в которых амплитуда колебаний будет не такой большой, чтобы привести к каким-то серьезным последствиям.

Фундаментальные исследования автоколебаний газа в установках с источниками теплоты и массы выполнили Рэлей, Б.В. Раушенбах, М.С. Натанзон, А.Д. Марголин, С.А. Абруков, М.А. Ильгамов, В.Л. Эпштейн, К.И. Артамонов, В.Н. Подымов, В.И. Кондратьев, L. Crocco, D.T. Harrje, F.H. Reardon, H.J. Merk, A.A. Putnam, N. Rott и другие.

Имеется ряд монографий, в которых нашли отражение работы отечественных и зарубежных ученых по изучению и отработке устойчивости рабочего процесса в камерах сгорания двигателей летательных аппаратов и по использованию автоколебательного (пульсационного) режима горения для решения практических задач.

При исследовании термоакустических колебаний обычно считается, что поток газа состоит из двух частей – холодной и горячей, разделенных плоскостью, в которой происходит скачок температуры, а ее распределение по оси канала имеет ступенчатый характер. В достаточно длинных камерах сгорания, а также при наличии охлаждающих устройств, температуры газа в зоне горения и на выходе из установки значительно отличаются. Появляется продольный градиент скорости звука, учет которого, а также присутствия в потоке плохообтекаемых тел – стабилизаторов пламени, вносит существенные изменения в постановку задач исследования термоакустических колебаний. В настоящее время не разработана методика, которая сравнительно просто позволила бы, во–первых, проводить расчеты границ неустойчивости, частот и амплитуд автоколебаний газа в конкретных типовых установках с тепловыми источниками и, во–вторых, построить обобщенную теоретическую модель термоакустических колебаний. Есть основания полагать, что энергетический подход даст возможность решить эти задачи.

Доводка форсажных камер сгорания двухконтурных ТРД показала, что для разработки мероприятий по устранению акустической неустойчивости процесса горения необходимо изучить особенности возбуждения колебаний газа в таких установках. Из анализа работ по созданию устройств пульсационного горения следует, что применяющиеся методы расчета несовершенны, физические механизмы и условия возбуждения автоколебаний газа изучены недостаточно.

В диссертации изложены результаты работ автора, выполненных в Казанском государственном университете, в рамках научного направления «Физика конденсированного состояния», а также по договорам с НПО «Сатурн» и ОАО «Казанский вертолетный завод».

Цель и задачи исследования. Целью работы является:

1. Разработка методик расчета границ неустойчивости, частот и амплитуд установившихся колебаний газа в типовых установках вибрационного горения, создание обобщенной теоретической модели автоколебаний газа в установках с тепловыми источниками.

2. Определение механизмов и условий возбуждения автоколебаний газа на основании результатов измерений, выполненных на лабораторных моделях камер сгорания ГТД и установок для сжигания твердого кускового топлива.

Поставленная цель достигалась решением следующих задач:

1. Теоретическое и экспериментальное исследование продольных колебаний газа в трубе, установках типа емкость–труба, содержащих тепловые источники, с учетом влияния плохообтекаемых тел, продольного градиента средней температуры газа и распределения скорости звука.

2. Изучение процесса генерации акустической энергии областью теплоподвода, разработка общего алгоритма проведения расчетов границ неустойчивости, частот и амплитуд установившихся колебаний газа в типовых установках с тепловыми источниками.

3. Теоретическое и экспериментальное исследование автоколебаний газа при вибрационном горении в трубе, устройствах типа емкость–труба с многоканальной горелкой на входе и в канале при горении за стабилизатором пламени.

4. Разработка обобщенной теоретической модели термоакустических колебаний.

5. Экспериментальное исследование акустической неустойчивости горения на лабораторных моделях ГТД, разработка рекомендаций по устранению колебаний.

6. Исследование механизмов и условий возбуждения автоколебаний газа при горении твердого топлива в трубе и установке типа емкость–труба.

7. Анализ возможности применения разработанной теоретической модели термоакустических колебаний в трубе для экспериментального определения передаточной функции зоны горения.

Научная новизна диссертации, в целом, состоит в том, что в результате развития энергетического подхода разработана новая методика решения общих и прикладных задач теории автоколебаний газа в энергетических установках с тепловыми источниками. На моделях камер сгорания ГТД и установок для сжигания твердого топлива обнаружены и исследованы ранее неизвестные особенности возбуждения колебаний газа при подводе теплоты, выделяющейся в результате сгорания топлива.

Новым в работе является следующее:

1. Постановка, теоретическое решение задачи и результаты экспериментального исследования собственных, продольных колебаний газа в трубе и установке «емкость–труба» с учетом охлаждения газа и влияния плохообтекаемых тел.

2. Общий алгоритм и методики расчетов границ неустойчивости, частот и амплитуд установившихся колебаний давления при вибрационном горении в основных типовых установках.

3. Теоретические модели колебаний пламени при горении однородной смеси за стабилизатором и в случае ее истечения из отверстия.

4. Обобщенная теоретическая модель автоколебаний газа в установках с тепловыми источниками.

5. Впервые на лабораторных установках смоделирован и изучен процесс возбуждения колебаний газа в форсажной камере двухконтурного ТРД.

Установлено, что наиболее эффективным средством, обеспечивающим устойчивость процесса горения, является подача пара в рециркуляционную зону стабилизатора пламени.

6. Обнаружен эффект постепенного перехода от автоколебаний с «мягким»

самовозбуждением к режиму, который соответствует «жесткому», нелинейному характеру возбуждения колебаний газа при горении твердого топлива в трубе.

7. Теоретически обоснован и прошел апробацию новый, сравнительно простой метод экспериментального определения передаточной функции зоны горения.

Достоверность полученных результатов. Теоретические модели разрабатывались на основе фундаментальных физических законов и уравнений, основополагающих результатов, полученных ранее другими учеными.

Применялись строгие математические методы и надежное программное обеспечение. Результаты расчетов подвергались тщательной экспериментальной проверке. Использовались аттестованные приборы, апробированные методики получения данных, обработки результатов измерений, оценки их точности.

Теоретическая и практическая значимость. Разработанный в диссертации теоретический подход, обобщенную модель термоакустических колебаний можно оценить как заметный вклад в общую теорию автоколебаний газа в установках с источниками теплоты и массы. Предложенные методики проведения расчетов и экспериментальные данные являются необходимой основой для создания энергетических установок с вибрационным режимом горения топлива, в частности печей для утилизации твердых промышленных и бытовых отходов. Результаты исследования неустойчивости горения на лабораторных моделях газотурбинных двигателей дали возможность разработать рекомендации по обеспечению устойчивости рабочего процесса в промышленных установках.

Реализация результатов. На основании результатов лабораторных исследований, разработанных рекомендаций и последовавших стендовых испытаний были разработаны конкретные меры по устранению автоколебаний газа в камерах сгорания энергетических установок, выпускаемых НПО «Сатурн». Комбинированный метод и полученные в работе экспериментальные данные были использованы при создании опытного промышленного образца печи для утилизации отходов ОАО «Казанский вертолетный завод», воздухоподогревателя электромоторного оборудования ГУП «Татвториндустрия».

Теоретические разработки и лабораторные установки используются в учебных курсах «Устойчивость теплофизических систем с горением», «Гидродинамика горения», читаемых автором на физическом факультете Казанского государственного университета.

На защиту выносятся:

1. Методики расчетов частот продольных колебаний газа в трубе и установках типа емкость–труба с учетом градиента температуры и наличия плохообтекаемых тел.

2. Теоретический подход к исследованию автоколебаний газа в установках с тепловыми источниками. Методика и алгоритм проведения расчетов границ неустойчивости, частот и амплитуд установившихся колебаний газа в типовых установках с горением.

3. Физические механизмы и математические модели колебаний пламени однородной смеси, истекающей из отверстия, и при обтекании стабилизатора.

4. Обобщенная теоретическая модель автоколебаний газа в установках с тепловыми источниками.

5. Результаты экспериментального исследования акустической неустойчивости горения на лабораторных моделях камер сгорания ГТД и рекомендации по устранению колебаний.

6. Экспериментальные данные и физические механизмы возбуждения колебаний газа при горении твердого топлива в трубе и установке типа емкость–труба.

7. Метод определения передаточных функций процесса горения и его обоснование.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзных межвузовских конференциях «Газотурбинные и комбинированные установки» (Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1986, 1991 гг.), V и VI Международных конференциях «Нелинейные колебания механических систем» (Н. Новгород, 1999, 2002 гг.), III и V Международные конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (Москва, 2000 г., Самара, 2004 г.), XIII – XVI Всероссийских конференциях «Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология»

(Казань, 1999–2004 гг.), VIII Всероссийском съезде по теоретической и прикладной механике (Пермь, 2001 г.), VIII Четаевской международной конференции «Аналитическая механика, устойчивость и управление движением» (Казань, 2002 г.), XVI сессии Международной школы по моделям механики сплошной среды (Казань, 2002 г.), Международной конференции «Advanced Problems in Thermal Convection» (Пермь, 2003 г.), ежегодных итоговых конференциях Казанского государственного университета.

Содержание диссертации отражено в 34 основных работах. Из них – монография, 1 методическая разработка, 16 статей, 5 авторских свидетельств, 11 тезисов докладов на Международных и Всероссийских конференциях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы, приложения. Общий объем диссертации составляет 275 страниц, в том числе 63 рисунка и 7 таблиц, расположенных по тексту, список литературы, включающий 195 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, формулируются цель и направления исследования. Дана краткая аннотация содержания работы, основных научных и практических результатов.

В первой главе дается обзор теоретических и экспериментальных работ по изучению явления самовозбуждения акустических колебаний газа в энергетических установках с источниками теплоты и массы. В ней содержится общая концепция теории вибрационного горения, как автоколебательного процесса, проблемы его теоретического описания и перспективы приложения теории к решению практических задач. Предложена акустическая классификация устройств вибрационного горения – труба, емкость–труба, включая резонатор Гельмгольца, две последовательно соединенные трубы.

Отмечено, что давно назрела необходимость обобщения результатов, полученных для указанных типовых устройств. Показано, что энергетический подход к решению задач теории вибрационного горения, в первую очередь по определению амплитуды автоколебаний, требует существенного развития.

Предполагается учесть нелинейные свойства процесса горения и излучения звука, градиент скорости звука, появляющийся в результате охлаждения продуктов сгорания. Отмечается необходимость дальнейших исследований особенностей возбуждения колебаний в установках, моделирующих процессы в камерах сгорания газотурбинных двигателей и печах по сжиганию твердого топлива, в частности, промышленных и бытовых отходов. В конце главы формулируются задачи исследования данной диссертации.

Рис. 1. Принципиальная схема трубы и учитывать. В длинной трубе при распределение скорости звука в газе небольшой скорости потока, а также охлаждения стенок падение температуры будет значительным, появится градиент скорости звука в горячей части потока. Для идеального газа при отсутствии возмущений тепловых потоков, градиента среднего давления, при малых числах Маха волновое уравнение для скорости потока имеет вид В общем случае это уравнение решается приближенными методами или путем численного интегрирования. Положим, что скорость звука изменяется по линейному закону В этом случае уравнение (1) может быть решено аналитически.

Выражения для возмущений скорости потока и давления имеют вид где C2 – максимальная амплитуда колебаний скорости потока, 2,0 ( x ) – средняя плотность горячего газа. Акустические возмущения в идеальном изоэнтропическом газе с постоянной скоростью звука описываются известными выражениями p1( x, t ) = i1,0c1C1 sin (x c1 + 1 )exp it.

Из условий, связывающих акустические возмущения до и после плоскости теплоподвода, с учетом формул (3)–(5), следует Это уравнение позволяет рассчитать частоты колебаний в трубе с учетом скачка температуры газа, градиента скорости звука в горячей части потока и акустического сопротивления в плоскости скачка, обусловленного наличием стабилизатора пламени, удерживающих решеток и пр. Граничные условия дают где Y0, Yl – мнимые части импедансов Z 0, Z l на концах трубы. Функция f ( s ) учитывает наличие в потоке плохообтекаемого тела, s – степень перекрытия сечения трубы. Для трубы, открытой на концах, в начале которой на участке 0 x ls расположено препятствие, была получена формула где m0 – средняя масса газа в трубе.

Эта формула является основой простой методики экспериментального определения мнимой части импеданса любого препятствия Ys. Для этого достаточно поместить плохообтекаемое тело в начале трубы, измерить собственные частоты порядковым номерам n, определить расстояние ls, эффективную длину трубы l * = l + 2l, l = 0.613R, R радиус трубы, скорость звука с учетом условий проведения эксперимента, и подставить в выражение для Ys.

через отверстия общей площадью S 0. Импеданс входного устройства Z 0, зависит от акустических свойств системы подачи.

Топочный объем обладает свойствами акустической емкости, если его поперечный размер намного больше диаметра трубы, а продольный намного меньше длины волны. В этом случае движением газа в емкости можно пренебречь и считать, что изменения давления во всех точках емкости происходят одинаково.

Воспользовавшись линеаризованным уравнением сохранения массы для газа в емкости и формулами (3), (4), можно получить следующие выражения где Уравнение (9) и формула (10) позволяют рассчитать частоты колебаний газа при любых условиях на входе и выходе устройства рассматриваемого типа, в том числе для установок, аналогичных резонатору Гельмгольца.

Одной из причин поглощения звука является вязкость и теплопроводность газа в пристеночном пограничном слое. Для потока акустической энергии, поглощаемого в единицу времени на стенках трубы, можно использовать известную формулу теплоемкостей, число Прандтля, соответственно.

Другой причиной, приводящей к потерям акустической энергии, является излучение звука на концах трубы. Анализ литературы, показал, что с учетом нелинейных эффектов выражение для потока акустической энергии, излучаемой на открытом конце трубы имеет вид l,0, ul – плотность газа, амплитуда колебаний скорости потока на конце где трубы, d – диаметр трубы.

Глава 3. В ряде работ был проведен анализ распространения акустических возмущений в трубе постоянного сечения. На некотором участке газу сообщается теплота, которая выделяется при горении, а также посредством теплопередачи от нагретых тел, расположенных в потоке, или от стенок трубы.

Предполагалось, что протяженность области теплоподвода мала по сравнению с длиной звуковой волны. Следует заметить, что при горении под областью теплоподвода подразумевается начальный участок зоны горения, наиболее чувствительный к возмущениям потока и где наибольшая скорость тепловыделения. Область догорания не учитывается. В этом случае реальная область теплоподвода заменяется плоскостью (Рис. 3, а), разделяющей поток на холодную и горячую части, в которых течения – одномерные, а газ – идеальный.

Такой подход не применим к устройствам типа емкость–труба. Одним из параметров, определяющих характер акустических колебаний и их частоту, является объем емкости, поэтому область теплоподвода не может быть сведена к плоскости разрыва. Кроме того, общая площадь отверстий, через которые газ поступает в емкость, может отличаться от площади поперечного сечения трубы– резонатора. Рассмотрим следующую схему (рис. 3, б). Горение происходит в цилиндрической емкости, протяженность которой мала по сравнению с длиной волны ( lc 1). Потоки газа на входе и выходе из зоны горения – одномерные, поперечного сечения емкости. После а – плоский тепловой источник;

линеаризации уравнений сохранения соотношения, связывающие акустические возмущения на входе и выходе из области теплоподвода, имеющей свойства акустической емкости то есть возмущения давления на входе и выходе из зоны горения равны, и где B = c2 c1, U1,0 – средняя скорость холодного газа, Q0 и q – средняя и колебательная составляющая скорости теплоподвода.

При уменьшении емкости до величины V = S c lc = S 2 lc, а также при условии S1 = S 2, последний член в уравнении (14) станет величиной второго порядка малости, и его можно отбросить. В этом случае получается выражение соответствующее модели Раушенбаха–Мерка для трубы постоянного сечения с плоскостью теплоподвода.

Итак, получены обобщенные условия, связывающее акустические возмущения на границах области теплоподвода в трубе и устройствах типа емкость–труба, резонатор Гельмгольца.

Средний за период колебаний поток акустической энергии, проходящий через поверхность, ограничивающую цилиндрическую область теплоподвода, при условии непрерывности давления (13) равен Если разница между выходящим и входящим потоками энергии положительна, то Ac 0 и, следовательно, в области теплоподвода происходит выделение акустической энергии. При Ac 0 энергия поглощается, а в случае Ac = 0 область теплоподвода нечувствительна к акустическим возмущениям.

Согласно модели Раушенбаха–Мерка зависимость колебаний скорости теплоподвода от акустических возмущений на входе в зону теплоподвода, можно представить в виде Входящие в выражения для передаточных функций K u, K p величины u, p характеризуют запаздывание колебаний скорости теплоподвода относительно возмущений скорости потока и давления, соответственно.

С учетом условия (14), выражений (15), (16) была получена формула для акустической энергии, генерируемой в области теплоподвода за единицу времени импеданса участка, предшествующего плоскости теплоподвода, pc – амплитуда колебаний давления в плоскости теплоподвода. В установках, состоящих из емкости и трубы x = 0, pc – амплитуда колебаний давления в емкости, Y1,* = Y0,0 – мнимая часть импеданса входного устройства.

Далее будут рассматриваться устройства, в которых причиной, вызывающей колебания скорости тепловыделения, являются возмущения скорости потока. Это ограничение вызвано тем, что нет достоверных данных, подтверждающих возможность самовозбуждения колебаний в результате непосредственного воздействия возмущений давления на процессы горения и теплоотдачи. Исключение составляют камеры сгорания ЖРД, но в этих установках неустойчивость возникает не вследствие теплоподвода к газу, а из– за наличия источника массы. Положим в (16), (17) K p = 0, K u = K u, L – передаточная функция линейного приближения, описывающая влияние бесконечно малых возмущений скорости потока на тепловой источник.

Амплитуды колебаний скорости потока и давления в любой точке установки с известными акустическими свойствами можно выразить через амплитуду колебаний давления в емкости или плоскости теплоподвода и с учетом формул (11), (12), (17) записать Самовозбуждение колебаний возможно, если область теплоподвода генерирует акустическую энергию, и выполняется условие Равенство соответствует границе неустойчивости. Избыток энергии способствует усилению возникающих колебаний. Энергетическое условие (19) является физическим обоснованием одноименного метода.

Если это условие выполнено, акустическая мощность области теплоподвода увеличивается прямо пропорционально квадрату амплитуды колебаний давления. Потери энергии возрастают таким же образом, но меньшими темпами (рис. 4). Появляется избыточная энергия, равная Ac Ad, которая усиливает колебания, а это, в свою очередь, приводит к увеличению акустической энергии, сообщаемой газу. Однако, с течением времени начинает проявляться нелинейный характер процессов, приводящих к неустойчивости.

Снижаются темпы генерации акустической энергии в области теплоподвода.

Происходит то, что в реальных физических системах называется явлением «насыщения». Это обусловлено тем, что процессы теплообмена и горения – нелинейные по своей сути.

Рис. 4. Генерация и поглощение акустической а – установившиеся колебания все меньшее количество энергии. При условии, когда акустическая энергия, получаемая газом, станет равной ее потерям, кривые 1 и 2 снова пересекутся (рис. 4). Это состояние энергетического равновесия соответствует установившимся колебаниям с постоянной амплитудой. Любое отклонение от этого положения приведет к тому, что появится избыток акустической энергии при Ac Ad, и колебания усилятся или Ac станет меньше Ad и амплитуда колебаний уменьшится до значения, соответствующего условию Ac = Ad.

При нелинейном анализе термоакустических колебаний приходится сталкиваться с целым рядом проблем. Основная трудность – математическое описание механизмов обратной связи, специфичных для различных устройств и состоящих из цепочки взаимосвязанных процессов, каждый из которых является предметом для самостоятельного изучения.

Учет нелинейных эффектов при анализе процессов, сопровождающихся потерями акустической энергии, также вызывает серьезные затруднения.

Например, вторичные течения, возникающие в звуковом поле, создаваемом внешним источником, изучены достаточно хорошо. При самовозбуждении колебаний генерация волн и появление течений взаимосвязаны. Наряду с прямой необходимо решать и обратную задачу о влиянии вторичных течений на характер распространения звуковых волн. Этот вопрос не изучен. Также не представляется возможным оценить поглощение акустической энергии за счет других «вторичных» явлений, за исключением «струйных» потерь, возникающих при излучении звука из отверстия. В этом случае возмущения давления и скорости потока связаны соотношением где Z l, L – импеданс открытого конца трубы в линейном приближении.

Нелинейность заключается в том, что амплитуда колебаний давления изменяется не прямо пропорционально амплитуде колебаний скорости потока, как в линейной акустике, а по квадратичному закону, тогда как фазовый сдвиг остается прежним. По аналогии с термином «квазистационарный» подход такое приближение можно назвать «квазилинейным». В такой постановке связь между колебаниями скорости тепловыделения и возмущениями скорости потока на входе в область теплоподвода u1 = u1,* можно представить в виде где bq – коэффициент нелинейности процесса теплоподвода (тепловыделения).

Идея такой записи принадлежит Б.В. Раушенбаху.

Дальнейший анализ проводился в следующей постановке: потери на стенках трубы – линейные, излучение звука имеет нелинейный характер, другие механизмы поглощения акустической энергии не учитываются; с момента самовозбуждения звука и до режима установившихся колебаний действует один и тот же механизм обратной связи.

Предположим, что нелинейность излучения звука на входе в трубу или емкость можно учесть добавлением в импедансы членов, пропорциональных амплитуде колебаний скорости потока, как это было сделано в формуле (20).

Тогда с учетом формул (18) можно записать После подстановки величин Ac, Al, A0, A в условие энергетического баланса ( Ac = Ad ) получается формула для амплитуды установившихся колебаний давления Физический смысл имеют значения pc 0, что возможно, если числитель выражения (21) удовлетворяет условию, совпадающему с неравенством (19). Отпадает необходимость самостоятельного анализа условий самовозбуждения звука, так как в процессе вычислений амплитуды колебаний автоматически будут определены значения термоакустического устройства, соответствующие границе неустойчивости.

Частота колебаний, необходимая для определения коэффициентов, входящих в формулу (21), находится, как известно, из мнимой части характеристического уравнения, которое получается после деления выражения (14) на p1 = pc с учетом условия (13). Для термоакустических колебаний в трубе где X u – действительная часть передаточной функции области теплоподвода, Y2,* = Im p2 x*, t u2 x*, t.

Для установки типа емкость–труба уравнение частот Для упрощения расчетов можно воспользоваться уравнениями (6), (9) для частот собственных колебаний.

На основании проведенного анализа предлагается следующая общая методика расчета параметров термоакустических колебаний. Необходимым начальным условием является знание механизма обратной связи, специфичного для каждого устройства. Теоретически или путем математической обработки экспериментальных данных должна быть определена зависимость колебаний скорости теплоподвода к газу от акустических возмущений. Далее задача заключается в нахождении значений параметров, определяющих размеры устройства и процесс теплоподвода, при которых происходит самовозбуждение звука, а также зависимости частоты и амплитуды установившихся колебаний от указанных параметров. Основные этапы расчета, имея в виду компьютерное исполнение, следующие:

1. С учетом типа устройства из уравнения (22) или (23) определяется частота колебаний, соответствующая начальным значениям параметров.

2. По формуле (21) находится амплитуда колебаний давления и проверяется выполнение условия pc 0.

3. Процедура вычислений повторяется при изменении параметров до тех пор, пока не будут найдены все положительные значения pc.

4. Данные по амплитуде и частоте колебаний, соответствующие условию pc 0, выводятся на печать для последующей обработки и оформления в виде графиков и таблиц.

В главе 4 рассмотрены приложения общей теории к анализу автоколебаний газа, возникающих при горении в конкретных устройствах, и соответствующие экспериментальные данные. Используется одинаковое топливо и один и тот же способ его сжигания, что позволит выяснить, какое влияние оказывают акустические свойства камеры сгорания на условия самовозбуждения, частоту и амплитуду колебаний газа. Исследуются автоколебания, возникающие в установках, в которых происходит горение предварительно подготовленной смеси пропана с воздухом. При выборе горелочного устройства учитывалась простота конструкции, степень изученности механизма обратной связи автоколебаний, возможность определения передаточной функции пламени. Всем этим требованиям удовлетворяют установки, в которых смесь подается в небольшую емкость, поступает в камеру сгорания через узкие каналы распределительной диафрагмы (рис. 5) и горит в виде отдельных пламен, аналогичных тому, которое образуется над горелкой Бунзена. В этом случае колебания давления в зоне горения вызывают периодические изменения расхода смеси и скорости тепловыделения. Придерживаясь этой схемы, можно построить простую кинематическую модель колеблющегося пламени и найти его безразмерную = 2(1 cos u )( u )2 exp( i u ), где u = const rb U n, rb – радиус отверстия, U n – нормальная скорость распространения пламени.

Постоянная определяется эмпирически. Для охлаждаемых камер сгорания рекомендуются значения 0.5–0.67 (в зависимости от степени охлаждения), для неохлаждаемых – значение 0.3.

Если смесь подается в емкость горелки через большое гидродинамическое сопротивление, потерями акустической энергии на входе в камеру сгорания можно пренебречь и в выражении (21) для амплитуды установившихся положить a0, L = 0 = a0, N. f, Гц расчеты и измерения для установки, с неохлаждаемой горелки 0 = 0.086, длина каналов горелки и длина камеры сгорания были Рис. 6. Зависимости частоты автоколебаний от переменными. Частоты колебаний вычислялись из коэффициента избытка воздуха, внутри которых наблюдается вибрационное горение, частоты и амплитуды установившихся колебаний давления представлены на рис. 6, 7. Линии соответствуют результатам расчета, условные обозначения – экспериментальным данным. Для короткой камеры сгорания с Рис. 7. Зависимости амплитуды установившихся второй из частот и колебаний давления от коэффициента избытка показали, что для коэффициента нелинейности bq = bqU1,0 Q0 = 0.5 с/м рассчитанные значения амплитуды колебаний количественно согласуются с экспериментальными (рис. 7).

Рис. 8. Экспериментальная камера сгорания 1 – камера сгорания (емкость);

2 – резонансная труба; 3, 4 – отверстия и Автоколебания возникают, полость форсунки; 5 – диафрагма; 6 – свеча когда длина трубы достигает 0.05 м зажигания; 7 – акустический зонд на базе микрофона; 8 – осциллограф;

горение не наблюдается. Когда длина трубы становится равной 0.32 м, вновь происходит самовозбуждение колебаний, и режим вибрационного горения существует до тех пор, пока длина трубы не станет больше 0.45 м (кривая 2).

Обе кривые соответствуют одному и тому же диапазону частоты колебаний.

Частоты колебаний вычислялись из уравнения (23), амплитуда колебаний сгорания – по формуле (21). Выражения для коэффициентов, входящих в распределение скорости звука по длине трубы, значение коэффициента нелинейности процесса горения bq, были такие исследовании Рис. 9. Зависимости частоты автоколебаний от длины вибрационного горения в трубе с многоканальной точки – эксперимент, линии – расчет горелкой. Сравнение результатов расчета и эксперимента показывает, что они количественно согласуются (рис. 9, 10).

разработке обобщенной термоакустических колебаний.

В главе 4 были рассмотрены устройства, в которых горение происходит в начале трубы или в емкости, расположенной на входе в трубу–резонатор. В общем случае зона горения может находиться и на других участках камеры сгорания, например, в установках, где Рис. 10. Зависимости амплитуды пламя удерживается в потоке с установившихся колебаний давления от длины тел (рис. 11).

которой происходят заметные колебания теплоподвода, соответствует начальному участку зоны горения. В среднем за период на начальном участке может выделяться мало тепла, в то время как колебательная составляющая тепловыделения будет существенной. Это естественно, поскольку начальные участки, где горение еще не развилось полностью, особенно чувствительны к колебаниям параметров поступающей топливной смеси. Кроме того, в начальных участках зоны горения расположен фронт пламени, который может менять свое положение. Это в полной мере относится к горению за Рис. 11. Экспериментальная камера сгорания:

1 – подача смеси; 2 – камера сгорания;

3 – стабилизатор; 4 – пламя; 5 – секционная труба;

причиной вибрационного горения можно считать волнообразование начального участка фронта пламени за плохообтекаемым телом.

Ламинарная часть фронта пламени считается бесконечно тонкой, его кривизна не учитывается, точка стабилизации ( x0, y = 0 ), где горение и сопутствующие процессы протекают достаточно медленно, предполагается неподвижной.

1, 2 – ламинарная и турбулентная части пламени; 3 – стабилизатор Колебания фронта пламени описываются уравнением Решение этого уравнения позволило найти передаточную функцию ламинарной части пламени при горении однородной смеси за стабилизатором в канале прямоугольного сечения. Акустическая энергия, сообщаемая потоку газа равна где Yu – безразмерная мнимая часть передаточной функции пламени.

Рассмотрим экспериментальную камеру сгорания (рис. 11), длиной 0.8 м.

Поперечное сечение входной секции – квадрат со стороной 40 мм. Боковые стенки выполнены из термостойкого стекла, что дает возможность изучать структуру пламени оптическими интерференционными методами в сочетании с высокоскоростной фотосъемкой. Стабилизатор – клин с углом при вершине 120° и степенью перекрытия сечения камеры 0.66 располагался на расстоянии 0.08 м от входа в секцию. Пропано–воздушная смесь поступала в камеру сгорания через узкую щель, площадь которой намного меньше площади сечения начальной секции. Поэтому прохождение звука в систему подачи не учитывается, а вход в камеру сгорания считается акустически закрытым.

Результаты эксперимента показали, что вибрационное горение возникает стабилизировать пламя. По мере f, Гц увеличения скорости потока, обтекающего стабилизатор, границы колебаний газа возрастает (рис. 13), что объясняется увеличением температуры газа и скорости звука.

y * от U n, которая соответствует точки – экспериментальные данные, экспериментальным граничным значениям коэффициента избытка 2 – U s,0 =2 м/с; 3 – U s,0 =6.06 м/с происходит возбуждение колебаний y * = 2.38U n 10 3 м. Из равенства, которое получается из условия (19) при a0, L = 0 определялись границы вибрационного горения и зависимости частоты возбуждаемых колебаний от. Расчеты показали, что колебания происходят с наименьшей из возможных частот камеры сгорания. На рис. 13 приведены также теоретические кривые, удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.

С целью получения более общих результатов предлагается устройство, состоящее из двух последовательно соединенных труб (рис. 14). Выбор сделан Рис. 14. Обобщенная модель устройства 1 – камера сгорания; 2 – резонансная труба;

3 – плоскость теплоподвода; 4 – входное устройство; 5 – выходное устройство конце первой трубы, получается модель камер сгорания ЖРД и ВРД. Поскольку импеданс входного устройства не конкретизируется, размеры труб – произвольные, схема отражает основные характерные признаки других камер сгорания, устройств вибрационного горения полезного назначения и лабораторных установок для проведения физических экспериментов.

В зависимости от геометрических параметров труб возможны следующие частные случаи:

1. В отсутствие резонансной трубы, а также при равенстве поперечных сечений камеры сгорания и резонансной трубы получается однотрубная модель.

2. Если первая труба намного шире второй, длина камеры сгорания мала по сравнению с длиной волны, колебательное движение в камере можно не учитывать. В этом случае имеем устройство емкость–труба.

3. При выполнении условий, указанных в пункте 2, а также, если длина резонансной трубы намного меньше длины волны, модель принимает вид резонатора Гельмгольца.

Уравнение собственных частот колебаний (6) принимает вид Из граничных условий на входе в камеру сгорания, на конце резонансной трубы, на стыке труб, с учетом формул (3)–(5) следует где a2, b2, a3, b3 – коэффициенты линейных распределений скорости звука после плоскости теплоподвода в первой трубе и в резонансной трубе, соответственно, Y0,0, Yl, r – мнимые части безразмерных импедансов на концах устройства, 2, 3 – определяются по формуле для, приведенной при анализе второй главы.

Уравнение (25) с учетом формул (26)–(28) позволяет вычислить частоты собственных колебаний газа при любых размерах и условиях на входе и выходе из рассматриваемого устройства.

Выражение, определяющее амплитуду колебаний давления в зоне горения, имеет вид Эта формула является обобщением выражения (21), полученного для устройства, имеющего одну трубу – камеру сгорания, а индексы «L» и «N»

имеют тот же смысл.

Уравнение, описывающее границы вибрационного горения, получается из выражения (29) при условии pc = При соответствующих условиях уравнения (25), (30) и формула (29) дают выражения, совпадающие с теми, которые были получены ранее для основных типовых устройств. Поэтому нет необходимости начинать исследование вибрационного горения в какой–нибудь установке с выяснения, какого она типа. Тем более, что это связано с неопределенностью количественной оценки условий lc 1, S3 S 2 1. Полученные обобщенные выражения (25), (27), (28) позволяют избежать указанных затруднений.

Глава 6 содержит результаты прикладных исследований вибрационного горения.

Двухконтурная лабораторная модель камеры сгорания ГТД изображена на рис. 15. Камера сгорания представляет собой канал прямоугольного сечения (60 х 10 мм), собранный из отдельных секций. Начальная секция камеры 1 – воздухопровод; 2 – днище; 3 – корпус; 4 – перегородка разделительная; 5 – заслонка; 6 – стабилизатор; 7 – сопло регулируемое; 8 – запальник; 9 – горелка многосопловая; 10 – топливопровод; 11 – коллектор вторичного топлива разделена продольной перегородкой длиной 0.2 м на два канала равных сечений. В первый из них – канал продуктов сгорания, где установлена многоканальная горелка, подаются топливо и окислитель, которые перемешиваются и сгорают. На выходе второго канала установлена заслонка, позволяющая частично или полностью перекрывать сечение и тем самым регулировать расход вторичного воздуха. Следующая секция камеры сгорания длиной 0.4 м оборудована коллектором – распределителем топлива в потоке и стабилизатором, имеющим возможность перемещения вдоль камеры. Выход камеры сгорания снабжен соплом с регулируемым сечением. Одна из секций оборудована оптическими стеклами для наблюдения за зоной горения. Горячие участки камеры сгорания защищены рубашкой водяного охлаждения.

Есть работы, в которых с целью уменьшения потерь тяги двигателя при обеспечении устойчивой работы предлагается уменьшить расход воздуха во втором контуре и перепустить соответствующее количество за стабилизатор пламени. Результаты эксперимента подтвердили такую возможность. С помощью перепуска части воздуха удалось сузить область появления Рис. 16. Модельная камера сгорания полноразмерных камерах Была решена также задача по определению оптимальных условий впрыска водяного пара, обеспечивающих устранение вибрационного горения в камерах сгорания ГТД. Исследовалась модельная камера сгорания прямоугольного сечения (рис. 16) с внутренними размерами 0.01 х 0.06 м.

Камера состоит из пяти секций длиной 0.11 м каждая. Три секции снабжены боковыми емкостями 2, которые сообщаются между собой и образуют водяную рубашку для охлаждения камеры сгорания и генерации пара. В первой секции располагается уголковый стабилизатор 3 (угол при вершине 106°, толщина створок 2 мм, размах 0.055 м) и устройство 4 для впрыска водяного пара в поток горючей смеси. В рециркуляционную зону пар вводится через боковое отверстие и три канала внутри стабилизатора. Предварительно подготовленная пропано-воздушная смесь подается через распределительную многоканальную диафрагму 5 и входной коллектор 6. Линия подачи пара состоит из измерителя расхода 7 и регулирующих вентилей 8, 9. Колебания давления, возникающие в камере сгорания при вибрационном горении, регистрировались с помощью акустического зонда.

В табл. 1 приводятся результаты исследования влияния количества пара и способа его впрыска в рециркуляционную зону на режим горения ( ma = 1. г/с, m p = 0.11 г/с). Если впрыскивать пар первым способом, наблюдается ослабление колебаний, но при расходе пара 0.05 г/с происходит срыв пламени со стабилизатора, и горение в камере прекращается.

Когда пар вводится в рециркуляционную зону через центральное отверстие и расход его становится равным 0.07 г/с, колебания в камере сгорания прекращаются. При дальнейшем увеличении расхода пара до 0.18 г/с процесс горения – устойчивый, после чего пламя срывается со стабилизатора.

Если впрыскивать пар третьим способом, то при его расходе 0.065 г/с происходит срыв пламени со стабилизатора и устранить вибрационное горение не удается.

Таким образом, для устранения вибрационного горения и обеспечения условий стабилизации пламени перспективным является впрыск пара по центру рециркуляционной зоны за стабилизатором пламени. Дополнительный эффект дает перемещение створок стабилизатора в осевом направлении относительно друг друга.

Изучение особенностей вибрационного горения твердого, кускового Рис. 17. Схема экспериментальной нижней половине трубы. Наблюдения установки: 1–труба; 2–образцы; 3–сетка; показали, что сетка не накаляется, то есть 4 – шток; 5–микрофон; 6–измерительный блок; 7–емкость; 8–входной патрубок утверждать, что вибрационное горение в рассматриваемом случае аналогично «капиллярному» поющему пламени. Это значит, что причина колебаний связана с колебаниями скорости потока в зоне горения.

Рис. 18. Зависимость амплитуды колебаний герц. При увеличении числа образцов характер вибрационного горения изменяется (рис. 18, кривая 2). Колебания возникают раньше, чем в предыдущем случае, что объясняется возросшей тепловой мощностью зоны горения. По мере выгорания топлива внезапно (в течение примерно пяти секунд) происходит резкое повышение амплитуды колебаний. Частота увеличивается на 10 Гц. Через кварцевые стенки трубы было видно, что характер горения топлива изменился. Сначала имелось одно большое пламя, аналогичное диффузионному факелу. Вблизи решетки фронт пламени был яркого желтого цвета и имел волнистый характер, а его оранжевая верхняя часть была охвачена турбулентными пульсациями. Наблюдался выход дыма и сажеобразование на стенках трубы. По мере усиления колебаний факел сокращался и распадался на отдельные очаги горения, охватывающие образцы и расположенные по обе стороны решетки. Пламя сильно турбулизировалось и становилось синим, дым исчезал. Этот режим наблюдался в течение некоторого времени, после чего амплитуда и частота колебаний за несколько секунд уменьшились до прежних значений. При этом происходил переход к горению в виде отдельных диффузионных пламен (аналогично тому, что было в начальный период).

Наблюдения показали, что в трубе длиной 0.92 м при увеличении числа образцов описанный эффект не наблюдается. Это наводит на мысль, что имеется некоторое пороговое значение амплитуды колебаний, необходимое для перехода к режиму автоколебаний с более высокой амплитудой и интенсивностью горения. В длинных трубах характер вибрационного горения иной. При l = 2.27 м колебания возникают практически сразу после введения пламени в трубу. Условия самовозбуждения колебаний в длинных трубах более благоприятные, поэтому даже при горении трех образцов в течение нескольких секунд пламя сокращается, колебания усиливаются и режим интенсивного горения топлива устанавливается, минуя промежуточную стадию. Наблюдая вибрационное горение газов за стабилизаторами, Б.В. Раушенбах пришел к выводу, что может существовать несколько механизмов обратной связи, одни из которых приводят к мягкому самовозбуждению колебаний, а другие реализуются после того, как амплитуда колебаний достигает некоторого уровня. Обнаруженный эффект является одним из доказательств этой гипотезы.

Вторая установка (рис. 17, б), состояла из камеры сгорания в форме цилиндра с внутренним диаметром 0.1 м, длиной 0.14 м, и трубы–резонатора, размеры которой менялись в ходе эксперимента. Воздух поступал через входной патрубок длиной 0.1 м, внутренним диаметром 0.04 м. В качестве топлива были использованы образцы древесины кубической формы, длина ребра 0.01 м.

Исследование показало, что в устройстве рассматриваемого типа вибрационное горение наблюдается, если удерживающая сетка располагается на расстоянии 0 x 12 мм от дна емкости, где находится выходное отверстие патрубка. Дело в том, что при поступлении воздуха в камеру сгорания образуется струя, ядро которой сужается, после чего скорость потока быстро падает до нуля. Тогда на некотором удалении от дна емкости амплитуда колебаний скорости потока также станет равной нулю, периодическая составляющая скорости тепловыделения исчезнет, и вибрационное горение станет невозможным. В табл. 2 приведены результаты измерений, полученные при x = 5 мм, объеме камеры сгорания Vc = 1.1 10 м, числе образцов n = 6. Видно, что при одном и том же объеме емкости, примерно одинаковой частоте одновременное удлинение и расширение трубы значительно повышает амплитуду колебаний. Это связано с увеличением параметра V – отношение объемов газа в резонансной трубе и емкости.

Табл. 2. Частота и УЗД колебаний в камере сгорания в зависимости от длины и диаметра резонансной трубы.

Имеется минимальная длина и соответствующая максимальная частота, зависящие от диаметра трубы. Например, для трубы диаметром 30 мм верхнее предельное значение частоты колебаний оказалось равным 232 Гц при длине трубы 0.17 м. Ее удлинение до 1.02 м приводит к уменьшению частоты колебаний – быстрому в начале и медленному в конце интервала. Амплитуда колебаний газа в интервале 0.17–0.4 м быстро возрастает от 136 до 141 дБ, после чего практически не изменяется. Для самовозбуждения колебаний достаточно горения двух образцов. При 2 n 6 амплитуда колебаний быстро возрастает, но после того как появляется второй слой топлива ( 7 n 16 ), она практически остается постоянной. Частота колебаний газа постепенно повышается на несколько герц.

В заключение остановимся на одном важном практическом приложении разработанной общей теории. Из уравнения (22) для трубы получается следующее выражение для действительной части безразмерной передаточной функции зоны горения в линейном приближении Уравнение границы неустойчивости получается, когда числитель правой части формулы (21) равен нулю. Полагая ac, L = auYu, получаем выражение для мнимой части безразмерной передаточной функции зоны горения Перемещая зону горения по трубе, можно определить положения, между которыми происходит самовозбуждение колебаний, и соответствующие частоты. Эти данные и исходные параметры изучаемой установки позволяют вычислить коэффициенты и функции, входящие в формулы (31), (32), и определить передаточную функцию зоны горения. На возбуждение колебаний влияет мнимая часть передаточной функции. В качестве примера было рассмотрено горение органического стекла, о котором говорилось выше. В трубах длиной от 0.8 м до 2.27 м при горении трех образцов мнимая часть безразмерной передаточной функции равна Значения Yu – отрицательные. Такой же результат получается, если к рассмотренной установке применить критерий Рэлея.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Научные положения и результаты выполненной работы можно квалифицировать как крупное научное достижение, развивающее общую теорию автоколебаний газа в установках с источниками теплоты и массы, позволяющее решать такие важные практические задачи, как: обеспечение устойчивости процесса горения в газотурбинных двигателях; создание энергетических установок, работающих в автоколебательном режиме горения.

Основные результаты и выводы:

1. Разработаны методики расчетов собственных частот продольных колебаний газа в трубе, установках типа емкость–труба с учетом линейного распределения скорости звука в горячем газе и при наличии плохообтекаемых тел. Установлено, что при непрерывном перемещении пламени вдоль трубы частоты изменяются не монотонно – имеются максимумы и минимумы, а влиянием плохообтекаемых тел на частоты колебаний можно пренебречь, если степень перекрытия сечения трубы меньше 0.85. Показано, что только с учетом градиента скорости звука в горячем газе результаты вычислений качественно и количественно согласуются с экспериментальными данными.

2. Построены кинематические модели колебаний пламени и определены его передаточные функции при горении однородной смеси, истекающей из отверстия и обтекающей стабилизатор.

3. На основании энергетического подхода, в квазилинейном приближении разработана новая методика расчета границ неустойчивости, частот и амплитуд установившихся колебаний давления в типовых установках с тепловыми источниками. Результаты вычислений, полученные для устройств с многоканальной горелкой на входе и при горении за стабилизатором пламени в трубе, качественно и количественно согласуются с экспериментальными данными.

4. Показано, что труба, устройство типа емкость–труба с тепловыми источниками являются частными случаями установки, состоящей из двух последовательно соединенных труб, в одной из которых, более широкой, расположена плоскость теплоподвода. Разработана обобщенная теоретическая модель, позволяющая с единых позиций проводить расчеты границ неустойчивости, частот и амплитуд автоколебаний газа не только в типовых энергетических установках, но и в тех, которые занимают промежуточное положение.

5. Экспериментально обоснованы и реализованы на практике следующие рекомендации по устранению автоколебаний газа в камерах сгорания газо– турбинных двигателей: впрыск водяного пара в количестве, примерно равном расходу топлива, и перепуск из внешнего контура около 0.1 общего расхода воздуха в рециркуляционную зону за стабилизатор пламени;

смещение створок стабилизатора в осевом направлении относительно друг друга.

6. Установлено, что при горении твердого топлива в трубе и установке типа емкость–труба самовозбуждение колебаний газа происходит «мягко», вследствие периодического тепловыделения, вызванного колебаниями скорости воздуха, обтекающего слой топлива. Обнаружены прямой и обратный переходы между «мягким» и «жестким» режимами автоколебаний газа в трубе.

7. Теоретически и экспериментально обоснован простой, по сравнению с имеющимися, метод определения передаточной функции зоны горения.

Показано, что для этого достаточно найти координаты, характеризующие положения зоны горения, между которыми наблюдаются автоколебания газа в открытой на концах трубе, измерить соответствующие частоты колебаний и подставить их в полученные формулы для действительной и мнимой части передаточной функции.

1. А.С. 648797 СССР. Экспериментальная камера сгорания / А.В. Андреев, В.М. Ларионов, В.Н. Подымов // Б.И. 1979, № 7.

2. Ларионов В.М. Экспериментальное изучение возбуждения акустических колебаний в системе с многоканальной горелкой // Изв. вузов. Авиационная техника. 1980. № 3. С. 64–68.

3. Ларионов В.М. Критерий возбуждения акустических колебаний в системе с многоканальной горелкой // Горение в потоке: Межвузов. сб. / Казан. авиац.

ин–т. Казань, 1980. С. 31–36.

4. А.С. 928869 СССР. Андреев А.В., Ларионов В.М., Марчуков Ю.П., Подымов В.Н., 5. А.С. 978658 СССР. Андреев А.В., Ларионов В.М., Подымов В.Н., Хартов А.М., 6. Ларионов В.М. Об одной особенности вибрационного горения в системе с многоканальной горелкой // Изв. вузов. Авиационная техника. 1983. № 3.

С. 85–86.

7. Ларионов В.М., Подымов В.Н. О границах возбуждения колебаний в системе с многоканальной горелкой // Физика горения и взрыва. 1984. № 5.

С. 81–83.

8. Ларионов В.М., Подымов В.Н. Горючие газы в лабораторной практике.

Метод. пособие. Казань: изд–во Казан. гос. ун–та, 1986. 32 с.

9. Ларионов В.М., Назаренко Т.И. О возбуждении автоколебаний при горении в резонаторе Гельмгольца // Изв. вузов. Авиационная техника. 1988. № 1.

С. 101–103.

10. Ларионов В.М. Расчет границ вибрационного горения в камерах типа резонатора Гельмгольца // Изв. вузов. Авиационная техника. 1989. № 3.

С. 101–103.

11. А.С. 1494652 СССР. Андреев А.В., Ларионов В.М., Марчуков Е.Ю. и др., 12. А.С. 1595096 СССР. Андреев А.В., Марчуков Е.Ю., Ларионов В.М. и др., 13. Ларионов В.М., Марчуков Е.Ю., Назаренко Т.И. Влияние впрыска водяного пара на вибрационное горение в прямоточных камерах сгорания // Тезисы докл. Всесоюзн. межвуз. конф. «Газотурбинные и комбинированные установки» / МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1991. с. 114.

14. Быковец А.П., Ларионов В.М., Марчуков Е.Ю. Влияние впрыска водяного пара на вибрационное горение в модельной камере сгорания // Изв. вузов.

Авиационная техника. 1992. № 3. С. 71–74.

15. Ларионов В.М. Акустические колебания газа в канале с градиентом температуры // Труды VII Всеросс. научн.–техн. сем. «Внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика».

Казань, 1995. с. 80–82.

16. Галиуллин Р.Г., Галиуллина Э.Р., Ларионов В.М. Резонансные колебания газа в трубе при наличии осевого градиента температуры // Изв. вузов.

Авиационная техника. 1997. № 4. С. 50–53.

17. Иовлева О.В., Ильин Э.А., Зарипов Р.Г., Ларионов В.М. Расчет частот акустических колебаний газа при горении в трубе // Тезисы докл. V международ. конф. «Нелинейные колебания механических систем».

Н. Новгород, 1999. С. 108.

18. Ларионов В.М., Назаренко Т.И. Методика акустического расчета камер сгорания тепловых машин, работающих в режиме вибрационного горения // Изв. вузов. Авиационная техника. 2000. № 4. С. 68–69.

19. Галиуллин Р.Г., Ларионов В.М., Назаренко Т.И., Тимохина Л.А.

Колебательные процессы в ограниченных и неограниченных струях // Тезисы докл. III международ. конф. «Неравновесные процессы в соплах и струях». М., 2000. С. 97–98.

20. Галиуллин Р.Г., Галиуллина Э.Р., Зарипов Р.Г., Ларионов В.М. Нелинейные колебания однородного и неоднородного газа в трубах // Аннотации докл.

VIII Всеросс. съезда по теоретической и прикладной механике. Пермь, 2001.

21. Колесников Ю.В., Ларионов В.М., Назаренко Т.И., Угольцов А.М.

Малогабаритные подогреватели жидкости и газов, работающие в режиме вибрационного горения // Тезисы докл. XIII Всеросс. научн.–техн. конф.

«Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология». Казань, 2001. с. 120.

22. Ларионов В.М., Белодед О.В., Филипов С.Е. Некоторые особенности вибрационного горения кускового твердого топлива // Тезисы докл. XIV Всерос. межвузов. науч.–техн. конф. «Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология». Казань, 2002.

23. Ларионов В.М., Белодед О.В. Расчет частот колебаний газа в устройствах вибрационного горения твердого топлива // Тезисы докл. XIV Всерос.

межвузов. науч.–техн. конф. «Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология». Казань, 2002. С. 167.

24. Белодед О.В., Ларионов В.М., Зарипов Р.Г. Приложение теории термоакустических колебаний газовых потоков к системам с горением // Тезисы докл. VI научн. конф. «Нелинейные колебания механических систем». Н. Новгород: Изд–во Нижегород. гос. ун–та, 2002. С. 98.

25. Белодед О.В., Ларионов В.М. Расчет вибрационного горения в резонаторе Гельмгольца // Тезисы докл. VIII Четаевской международ. конф.

«Аналитическая механика, устойчивость и управление движением». Казань:

Изд–во Казан. гос. техн. ун–та, 2002. С. 232.

26. Ларионов В.М., Зарипов Р.Г. Автоколебания газа в установках с горением.

Казань: Изд–во Казан. гос. технич. ун–та, 2003. 237 с.

27. Ларионов В.М., Белодед О.В. Вибрационное горение в энергетических установках типа резонатора Гельмгольца // Изв. Вузов: Проблемы энергетики. 2003. № 1–2. С. 47–53.

28. Larionov V.M., Zaripov R.G., Philipov S.E., Beloded O.V. Thermoacoustic oscillations of gas in installation with combustion //Abstracts of International Conference «Advanced problems in thermal convection». Perm, 2003. P. 150.

29. Ларионов В.М., Белодед О.В. Вибрационное горение в трубе с многоканальной горелкой // Изв. Вузов: Авиационная техника. 2003. № 4.

С. 48–51.

30. Ларионов В.М., Филипов С.Е., Белодед О.В. Вибрационное горения в энергетических установках типа «емкость–труба» // Изв. Вузов: Проблемы энергетики. 2003. № 11–12. С. 64–71.

31. Ларионов В.М., Назаренко Т.И., Филипов С.Е. Автоколебания газа в трубе при горении за стабилизатором пламени // Изв. Вузов: Авиационная техника. 2004. № 1. С. 36–39.

32. Филипов С.Е., Ларионов В.М. Вибрационное горение твердого топлива в устройстве типа «емкость–труба» // Изв. Вузов: Проблемы энергетики. 2004.

№ 1–2. С. 135–138.

33. Ларионов В.М. Обобщенная теоретическая модель автоколебаний газа в установках с горением // Тезисы докл. XVI Всеросс. межвуз. научн.–техн.

конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика технических систем, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий».

Казань. Казан. филиал. воен. артилл. ун–та, 2004. С. 65.

34. Ларионов В.М., Филипов С.Е., Белодед О.В. Теоретические модели автоколебаний газа в камерах сгорания энергетических установок // Тезисы докл. V Междунар. конф. «Неравновесные процессы в соплах и струях».

Самара, 2004. С. 136–137.





Похожие работы:

«Сивов Александр Александрович СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОКСИДОВ АЗОТА С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ 4Ч9,2/8,6 В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЕЙ Специальности: 05.04.02 – Тепловые двигатели 05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта Автореферат диссертация на соискание учной степени кандидата технических наук Санкт – Петербург 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт -...»

«БАЛАБИН Валентин Николаевич НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ РЕГУЛИРУЕМЫХ ПРИВОДОВ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЛОКОМОТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Специальность: 05.02.02 — Машиноведение, системы приводов и детали машин; Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук Москва, 2010 2 Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный университет путей сообщения...»

«ГАЛЛЯМОВ Шамиль Рашитович УЛУЧШЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РУЛЕВОГО ПРИВОДА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА НА ОСНОВЕ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Специальность: 05.04.13 – Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук г. Уфа – 2009 Работа выполнена в ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет на кафедре прикладной гидромеханики. Научный руководитель : Доктор технических наук,...»

«Рачков Дмитрий Сергеевич МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАТИЗАЦИИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫМИ ПРОЕКТАМИ Специальность: 05.02.22 – Организация производства (строительство) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 –2– Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (ФГБОУ ВПО МГСУ). Научный...»

«Туйтебаева Динара Салтанатовна Разработка интегрированной системы управления качеством с учетом риск-менеджмента в нефтегазовом комплексе Республики Казахстан 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукции Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2013 1 Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина Научный руководитель : доктор технических наук, профессор, заслуженный...»

«Хусаинов Винер Наильевич ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ И РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНВЕРТАЦИИ ДИЗЕЛЕЙ НА РЕГУЛИРОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ПРОПУСКОМ РАБОЧИХ ХОДОВ ПОРШНЕЙ Специальность: 05.04.02 – тепловые двигатели Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург-Пушкин -2010 2 Работа выполнена в ФГОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет Заслуженный деятель науки РФ и РБ, член-корр. Научный...»

«Яковлев Максим Григорьевич ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ Специальность: 05.03.01 Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2009 Работа выполнена на кафедре Высокоэффективные технологии обработки Государственного образовательного учреждения Московский...»

«Коломиец Павел Валерьевич ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПЛАМЕНИ НА ВЫДЕЛЕНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА ПРИ ДОБАВКЕ ВОДОРОДА В БЕНЗИНОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ Специальность: 05.04.02 – Тепловые двигатели АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Тольятти – 2007 Работа выполнена на кафедре Тепловые двигатели Тольяттинского государственного университета доктор технических наук, профессор Научный руководитель : Шайкин...»

«САМОРОДОВ Владимир Алексеевич РАЗРАБОТКА И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Специальность 05.02.23 – Стандартизация и управление качеством продукции АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2004 Работа выполнена на кафедре Автоматизированные системы и приборы ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет Научный руководитель кандидат технических наук, доцент Трофимов...»

«Ибрагимов Евгений Рашитович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПИРАЛЬНОГО КОМПРЕССОРА СУХОГО СЖАТИЯ 05.04.06 - Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань – 2009 Работа выполнена в ЗАО НИИТурбокомпрессор им.В.Б.Шнеппа Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Хисамеев Ибрагим Габдулхакович Официальные оппоненты : доктор технических наук, доцент Юша Владимир Леонидович кандидат...»

«Домасёв Максим Валерьевич ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЦВЕТОПЕРЕДАЧИ В МАШИНАХ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ НА БУМАЖНЫХ НОСИТЕЛЯХ Специальность: 05.02.13 — Машины, агрегаты и процессы (полиграфическая промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2011 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования СанктПетербургский государственный университет технологии...»

«ФЕДОРОВ ВЯЧЕСЛАВ СЕРГЕЕВИЧ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА И АГРЕГАТА ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ НЕЗАТВЕРДЕВШИХ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Специальность: 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Братск 2011 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Братский государственный университет Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Мамаев Л.А. Официальные оппоненты : доктор технических наук, профессор Ереско С.П....»

«Колеснев Дмитрий Петрович Тепловые, газодинамические и механические процессы в ступенях поршневых машин Специальность 05.04.03 – Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург 2014 2 Работа выполнена в федеральном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургский национальный...»

«Ильиных Андрей Степанович ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИХ ОСНОВ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ШЛИФОВАНИЯ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Саратов – 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования...»

«СЛОБОДЯН Михаил Степанович СТАБИЛИЗАЦИЯ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЙ ПРИ КОНТАКТНОЙ ТОЧЕЧНОЙ МИКРОСВАРКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЦИРКОНИЕВОГО СПЛАВА Э110 Специальность 05.03.06 – Технологии и машины сварочного производства АВТОРЕФЕРАТ на соискание ученой степени кандидата технических наук Барнаул – 2009 Работа выполнена на кафедре Оборудование и технология сварочного производства Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Томский политехнический университет...»

«СЕМБАЕВ НУРБОЛАТ САКЕНОВИЧ Комплексная оценка качества труб и технического состояния трубопрокатного оборудования квалиметрическими методами 05.03.01 – Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Республика Казахстан Алматы, 2010 Работа выполнена в Павлодарском государственном университете имени С. Торайгырова. Научный руководитель доктор...»

«Иванченко Татьяна Олеговна НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕОРГАНИЗАЦИИ НАУКОЕМКОГО ПРОИЗВОДСТВА Специальность 05.02.22 – Организация производства (в области радиоэлектроники) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва, 2012 Диссертационная работа выполнена на кафедре Технологические основы радиоэлектроники Московского государственного технического университета радиотехники, электроники и автоматики. Научный руководитель : доктор...»

«АБРАРОВ Марсель Альмирович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДИЗЕЛЯ МАШИННО-ТРАКТОРНОГО АГРЕГАТА ЭЛЕКТРОННЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ТОПЛИВОПОДАЧИ Специальность 05.04.02 – Тепловые двигатели АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург - Пушкин - 2012 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Башкирский государственный аграрный университет Научный руководитель : доктор технических наук, доцент Габдрафиков Фаниль Закариевич Официальные...»

«УДК 629.124.9:533.693(204.1) Мухина Милена Львовна ВЫБОР И АНАЛИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СХЕМЫ СУДНА НА ПОДВОДНЫХ КРЫЛЬЯХ НА РАННИХ СТАДИЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ Специальность 05.08.03 – Проектирование и конструкция судов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород – 2011 Работа выполнена на кафедре Кораблестроение и авиационная техника ГОУ ВПО Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ...»

«Тощаков Александр Михайлович ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ МЕЖТУРБИННОГО ПЕРЕХОДНОГО КАНАЛА И ДИАГОНАЛЬНОГО СОПЛОВОГО АППАРАТА ПЕРВОЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ Специальность 05.07.05 – Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Рыбинск – 2014 2 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.