Исследование механизмов нестационарного горения газового топлива в камере сгорания с закруткой потока

В проекте планируется провести детальное совместное экспериментальное и численное исследование механизмов, обуславливающих нестационарные режимы горения в камерах сгорания с закруткой потока. С этой целью будет модернизирован существующий экспериментальный стенд и проведена серия экспериментов по исследованию нестационарных режимов смешения и горения газового топлива (метана и пропана) в закрученном потоке в модельной камере сгорания с использованием панорамных оптических методов: плоскостной лазерно-индуцированной флуоресценции и анемометрии по изображениям частиц. Измерения будут также выполнены с использованием пробоотборников и термопар. В том числе будут рассмотрены режимы горения при повышенном давлении и температуре (давление до 6 атм. температура реагентов до 500 К). Численное моделирование будет выполнено с использованием вихреразрешающих методов, современных моделей турбулентности и кинетических моделей химического реагирования. Акцент в исследовании будет сделан на особенностях взаимодействия турбулентного закрученного потока с пламенем в нестационарных условиях горения частично перемешанной смеси со значительным избытком воздуха. С использованием современных методов диагностики и численного моделирования будут получены новые фундаментальные знания о роли вихревых структур, формирующихся в закрученных турбулентных потоках (включая прецессирующее спиралевидное вихревое ядро), в механизме возникновения нестационарных режимов горения частично перемешанной смеси, срыве и погасании пламени. Планируемые исследования важны для углубления фундаментальных основ для совершенствования организации аэродинамики, смешения и горения газового топлива в малоэмиссионных камерах сгорания, в том числе для газовых турбин.