Разработка метода моделирования процессов нагрева и испарения капель многокомпонентного жидкого топлива в камерах сгорания авиационных газотурбинных двигателей

Целью настоящей работы является повышение точности определения эмиссионных и эксплуатационных характеристик КС на этапе проектирования и доводки авиационных ГТД на основе разработанного метода моделирования процессов нагрева и испарения капель многокомпонентного жидкого топлива в трёхмерной постановке. В рамках данной работы были получены следующие результаты: 1) разработан метод моделирования процессов нагрева и испарения капель жидкого топлива в трёхмерной постановке, отличающийся комплексным учётом многокомпонентности капель, распределения концентрации компонентов внутри капли, насыщенности пара вокруг капли и относительной скорости движения капли; 2) рахработана новая методика формирования суррогатов углеводородных топлив, отличающаяся от существующих учётом свойств, таких как теплоёмкость, теплопроводность и давление насыщенных паров, влияющих на процессы нагрева и испарения, а также учётом кривой дистилляции; 3) получен новый суррогат керосина, характеристики испарения которого соответствуют характеристикам испарения авиационного керосина с заданной точностью. Разработанный суррогат используется для моделирования рабочего процесса в КС авиационного ГТД; 4) получены новые экспериментальные зависимости характеристик испарения многокомпонентных жидких топлив (керосина и его суррогатов), показывающие изменение диаметра и температуры в приповерхностном слое капли от времени. Результаты диссертации использовались в рамках решения задач гранта Российского научного фонда № 21–19–00876 «Разработка моделей нагрева и испарения капель суррогатов керосина», в учебном процессе путём использования разработанного методического пособия «Расчёт свойств смесевых углеводородных топлив при проектировании камер сгорания газотурбинных двигателей» для студентов и аспирантов института двигателей и энергетических установок Самарского университета им. Королева. Результаты диссертации нашли практическое применение при выполнении научно-исследовательской работы под названием «Разработка эскизной документации форсуночных устройств для генерации гетерогенных капель с оценкой влияния впрыска воды с топливом в камеру сгорания газотурбинного двигателя» совместно с Томским политехническим университетом.