Самовозбуждение колебаний газа в трубе с закрученным пламенем

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Работа посвящена исследованию пульсационного горения в камере сгорания с закрученным потоком. Экспериментально определены условия возбуждения и характеристики акустических колебаний газа в трубе с тангенциальной подачей смеси пропан-бутанового топлива с воздухом. Обнаружена аномальная зависимость частоты колебаний газа от коэффициента избытка воздуха α: минимум при α = 1 и локальный максимум при α ≈ 1.15. При α = 1 колебания газа имеют максимальную амплитуду. Показано, что на частоту колебаний существенно влияют аксиальный градиент скорости звука в трубе, его зависимость от амплитуды колебаний газа.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

В. Ларионов

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Rússia, Казань

А. Малахов

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Rússia, Казань

О. Иовлева

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Autor responsável pela correspondência
Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Rússia, Казань

Е. Семенова

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Email: Evgeniya.yallina@gmail.com
Rússia, Казань

И. Ларионова

Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева

Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Rússia, Казань

Bibliografia

  1. Lieuwen T., Zinn B.T. Theoretical Investigation of Combustion Instability Mechanisms in Lean, Premixed Gas Turbines // AIAA 98-0641. 1998.
  2. Morgans A.S., Stow S.R. Model-based Control of Combustion Instabilities in Annular Combustors // Combust. Flame. 2007. V. 150. P. 380.
  3. Steinberg A.M., Boxx I., Stӧrh M., Meier W., Carter C.D. Flow-flame Interactions Causing Acoustically Coupled Heat Release Fluctuations in a Thermo-acoustically Unstable Gas Turbine Model Combustor // Combust. Flame. 2010. V. 157. P. 2250.
  4. Durox D., Moeck J.P., Bourgouin J.F., Schuller T., Candel S., Morenton P., Viallon M. Flame Dynamics of a Variable Swirl Number System and Instability Control // Combust. Flame. 2013. V. 160. P. 1729.
  5. Malahov A.O., Larionov V.M., Iovleva O.V., Gaianova T.E., Gaponenko S.A. Pulsating Combustion of Propane-butane Fuel Mixture with Air in a Vortex Combustion Chamber // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1588. № 1. 012026.
  6. Matveev K.I., Culick F.E.C. A Study of the Transition to Instability in a Rijke Tube with Axial Temperature Gradient // Journal of Sound and Vibration. 2003. V. 264. P. 689.
  7. Raun R.L., Beckstead M.W. A Numerical Model for Temperature Gradient and Particle Effects on Rijke Burner Oscillations // Combust. Flame. 1993. V. 94. P. 1.
  8. Малахов А.О., Ларионов В.М., Константинов Н.В. Аксиальное распределение температуры газа и скорости звука в трубе с закрученным пламенем // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2022. № 24. С. 63.
  9. Ларионов В.М., Зарипов Р.Г. Автоколебания газа в установках с горением. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2003. С. 226.
  10. Семенова Е.В., Иовлева О.В., Ларионова И.В., Ваньков Ю.В. Частоты колебаний газа при горении твердого топлива в коаксиальных трубах // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2017. Т. 19. № 1–2. С. 164.
  11. Semenova E.V., Iovleva V.M., Larionov E.V. Frequencies of Gas Oscillations in a Pipe with a Concentrated Heat Source // J. Phys.: Conf. Ser. 2016. V. 669. 012023.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Schematic diagram of the experimental setup: 1 - inlet chamber; 2 - cooling circuit; 3 - screw piston; 4 - fuel-air mixture supply pipe; 5 - cylindrical resonator pipe; 6 - diagram of the arrangement of pipes; 7 - pipelines for supplying the mixture to the pipes; 8, 9 - cooling water inlet and outlet; 10 - acoustic probe, feeler gauge; 11 - microphone; 12 - spiral sound-absorbing tube; 13 - computer; 14 - thermocouple VR 5/20; 15 - cold junction compensator; 16 - digital device F266; 17 - mixture distributor.

Baixar (118KB)
Metadados
3. Fig. 2. Dependence of gas oscillation frequency on mixture flow rate.

Baixar (44KB)
Metadados
4. Fig. 3. Dependence of the amplitude of gas oscillations on the mixture flow rate.

Baixar (46KB)
Metadados
5. Fig. 4. Dependences of the frequency of acoustic vibrations on the excess air coefficient for three fixed air flow rates: 1 – Vα = 21 l/min, 2 – 25.8, 3 – 27.

Baixar (54KB)
Metadados
6. Fig. 5. Dependences of the amplitude of acoustic vibrations on the excess air coefficient: 1 – Vα = 21 l/min, 2 – 25.8, 3 – 27.

Baixar (50KB)
Metadados
7. Fig. 6. Dependences of the gas oscillation frequency on the excess air coefficient at lс = 0.45 m, lt = 0.48 m: 1 – n = 4, 2 – 2.

Baixar (53KB)
Metadados
8. Fig. 7. Dependences of the amplitude of gas oscillations on the excess air coefficient at lс = 0.45 m, lt = 0.48 m: 1 – n = 4, 2 – 2.

Baixar (49KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024