Самовозбуждение колебаний газа в трубе с закрученным пламенем

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

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.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

В. Ларионов

Казанский федеральный (Приволжский) университет

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

А. Малахов

Казанский федеральный (Приволжский) университет

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

О. Иовлева

Казанский федеральный (Приволжский) университет

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: Olga.Beloded@kpfu.ru
Ресей, Казань

Е. Семенова

Казанский федеральный (Приволжский) университет

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

И. Ларионова

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

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

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
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.

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

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

Жүктеу (46KB)
Метадеректер
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.

Жүктеу (54KB)
Метадеректер
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.

Жүктеу (50KB)
Метадеректер
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.

Жүктеу (53KB)
Метадеректер
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.

Жүктеу (49KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2024