Снижение эмиссии оксидов азота в камерах сгорания ТРДД с компактным диффузионным фронтом пламени тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, кандидат технических наук Цатиашвили, Вахтанг Валерьевич

• Цатиашвили, Вахтанг Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Цатиашвили, Вахтанг Валерьевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ МАЛОЭМИССИОННЫХ КАМЕР СГОРАНИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

1.1 Обзор механизмов образования оксидов азота

1.2 Обзор концепций снижения эмиссии оксидов азота в КС авиационных ГТД

1.3 Обзор работ по созданию КС для обеспечения перспективных требований по эмиссии вредных веществ

1.4 Выводы

ГЛАВА 2. ОПИСАНИЕ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КС

2 Л Нуль-мерные численные расчёты

2.2 Одномерные численные расчёты

2.3 Трёхмерные численные расчёты

2.4 Выводы

ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ РАБОТЫ И СУЩЕСТВУЮЩИЙ ТЕХНИЧЕКИЙ БАЗИС

3.1 Методология проектирования демонстратора концепции

3.2 Описание конструкции серийных КС семейства двигателей ПС-90А

3.3 Особенности рабочего процесса в КС «А2»

3.4 Влияние течения в основных отверстиях на эмиссию N0

3.5 Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ МАЛОЭМИССИОННОГО ДИФФУЗИОННОГО СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА

4.1 Расчётно-аналитическое обоснование

112

ключевого положения концепции

4.2 Выводы

4.3 Концептуальная модель камеры сгорания

4.4 Взаимосвязь концепций малоэмиссионного горения

4.5 Выводы

ГЛАВА 5. ПРОВЕДЕНИЕ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ

5.1 Стендовое оборудование

5.2 Обработка результатов испытаний

5.3 Выводы 123 ГЛАВА 6. РАСЧЁТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ

6.1 Выбор фронтового устройства демонстратора

6.2 Расчётно-экспериментальное обоснование концепции

6.3 Сравнение результатов расчётов и результатов испытаний демонстраторов на природном газе

6.4 Результаты испытаний демонстраторов на керосине

6.5 Выводы

126 126

159

160 ,

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Библиографический список

Приложение 1

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Снижение эмиссии оксидов азота в камерах сгорания ТРДД с компактным диффузионным фронтом пламени»

ВВЕДЕНИЕ

Одной из важнейших глобальных проблем современного общества является усиление негативного антропогенного влияния на окружающую природную среду. Примерно 81 % от всей вырабатываемой энергии в Мире составляет химическая энергия ископаемого топлива, высвобождаемая в результате химической реакции с кислородом воздуха, в виде тепла [1]. Основными продуктами полного сгорания углеводородных топлив в воздухе является углекислый газ и вода в смеси с азотом. Вместе с тем, при сжигании углеводородных топлив, в незначительном количестве образуются вещества, опасные для здоровья человека и окружающей природной среды - вредные вещества (ВВ).

С целью контроля над эмиссией (выбросами) ВВ на авиационном транспорте в 1986 г. Комитетом по защите окружающей среды от воздействия авиации (САЕР) Международной организации гражданской авиации (ICAO) были введены первые Международные нормы на эмиссию NOx (оксиды азота), СО, СХНУ (несгоревшие углеводороды) и дыма. Главная цель - контроль загрязнённости воздуха в районе аэропортов за так называемый стандартный взлетно-посадочный цикл (СВПЦ) работы двигателя. Нормирование эмиссии ВВ двухконтурных турбореактивных двигателей (ТРДД) производятся по величине параметра эмиссии nNOx ~ отношение массы эмитированного ВВ за режим СВПЦ к установленной взлётной тяге двигателя. С 1986 г. ведётся практика последовательного ужесточения Международных норм ICAO по сокращению эмиссии NOx от ТРДД (САЕР/2 в 1996 г., САЕР/4 в 2004 г., САЕР/6 в 2008 г.) при сохранении эмиссии остальных ВВ на прежнем уровне.

Тенденция повышения эффективного КПД ТРДД с целью улучшения его топливной эффективности приводит к увеличению давления и температуры газа перед турбиной современных ТРДД и к существенному ускорению реакции образования NOx в камере сгорания (КС), что обостряет проблему обеспечения будущих норм на эмиссию ВВ. Фирма GEAE (США) в 2009 г. сертифицировала ТРДД GEnx с взлётной тягой 255,3 кН для самолёта Boeing 787, имеющий запас nNOx 65,8 % по отношению к нормам 2008 г.

Передовые современные ТРДД, созданные в постсоветский период, имеют следующие запасы I7NOx по отношению к нормам 2008 г.: Д-436-148 (ГП «Ивченко-Прогресс», Украина) с тягой 68,8 кН - 21 %; SaM-146 (НЛО «Сатурн», Россия и Snecma Moteurs, Франция) с тягой 72,7 кН - 17,4 %.

С 2014 г. вводится норма САЕР/8, регламентирующая сокращение эмиссии ЫОхна 15 % к нормам 2008 г. (или на 50 % к нормам 1986 г.). Дальнейшие усилия по ужесточению Международных норм предполагают достижение в среднесрочной перспективе (к 2020 г.) снижения целевого технологического уровня параметра эмиссии АЮх на 45 % к нормам 2008 г. В долгосрочной перспективе (к 2030 г.) целевой технологический уровень параметра эмиссии ИОх должен быть снижен на 60 % к нормам 2008 г. Обеспечение перспективных норм по эмиссии ВВ возможно только при условии использования новых малоэмиссионных технологий сжигания топлива.

Цель работы

Разработка и обоснование концепции малоэмиссионной камеры сгорания ТРДД с компактным диффузионным фронтом пламени, являющейся производным направлением традиционной технологии сжигания топлива, для обеспечения перспективных Международных норм на эмиссию ИОх.

Задачи работы

1. Выполнить теоретическую оценку минимально достижимого индекса эмиссии ИОх в диффузионном фронте пламени.

2. Сформулировать концепцию малоэмиссионной камеры сгорания с компактным диффузионным фронтом пламени.

3. Выполнить оценку степени влияния принципов, заложенных в концепцию, на концептуальной модели камеры сгорания.

4. Выполнить оценку эмиссионных характеристик жаровых труб, изготовленных в соответствии с разрабатываемой концепцией, в стендовых условиях с высокими параметрами.

Объект и предмет исследования

Объект исследования - совокупность способов снижения скорости образования АЮх в технических системах сжигания углеводородного топлива.

Предмет исследования - камера сгорания ТРДД.

Методы исследования

1. Численные нуль-мерные (в термодинамической постановке) расчёты термохимического состояния газовых смесей в сети химических реакторов с идеальным перемешиванием на основе полных кинетических механизмов реакций окисления (ОШ-МесЬ 3.0).

2. Численные одномерные расчёты термохимического состояния газовой смеси в структуре ламинарного фронта диффузионного пламени на основе редуцированного кинетического механизма реакций окисления (Кее 58).

3. Численные трехмерные расчёты течений с учётом процессов турбулентного горения, излучения, образования оксида азота в камере сгорания на основе осреднённых по Фавру уравнений Навье-Стокса.

4. Экспериментальные измерения целевых параметров потока (температуры, концентрации ВВ) на выходе одногорелочного отсека с серийными жаровыми трубами и трубами-демонстраторами концепции в соответствии с требованиями «Авиационных Правил. Часть 34. Охрана окружающей среды. Эмиссия загрязняющих веществ авиационными двигателями. Нормы и испытания» и ГОСТ 17.2.2.04-86 «Охрана природы. Атмосфера. Двигатели газотурбинные самолетов гражданской авиации. Нормы и методы определения выбросов загрязняющих веществ».

Достоверность полученных результатов подтверждается применением:

1. Сертифицированного коммерческого программного продукта Chemkin фирмы Reaction Design (США), верифицированного разработчиком на задачах определения термохимического состояния газовых смесей.

2. Сертифицированного коммерческого программного комплекса ANS YS Fluent/CFX (США), верифицированного в ОАО «Авиадвигатель» по результатам сравнения с данными, полученными в ходе специальных испытаний элементов камер сгорания на автономных стендах и полноразмерных газогенераторах и двигателях.

3. Стандартизованных методик проведения и обработки результатов испытаний элементов камер сгорания в условиях автономных стендов ОАО «Авиадвигатель».

4. Метрологически аттестованного и поверенного измерительного оборудования в ОАО «Авиадвигатель».

5. Хорошим соответствием результатов трехмерного численного моделирования и результатов испытаний демонстраторов концепции.

Научная новизна

1. Выполнена теоретическая оценка и получена новая аналитическая формула влияния скорости скалярной диссипации в диффузионном фронте пламени на индекс эмиссии nox для реальных условий работы камеры сгорания в ТРДД.

Структура формулы адаптирована для проектирования малоэмиссионных камер сгорания диффузионного типа.

2. Разработана научная концепция камеры сгорания с компактным диффузионным фронтом пламени с использованием структурированной системы принципов малоэмиссионного сжигания топлива.

Теоретическая значимость

1. Сформулированные принципы концепции с компактным диффузионным фронтом пламени для снижения эмиссии nox могут быть использованы (с адаптацией к специфике систем) при проектировании любых технических устройств сжигания углеводородного топлива.

Практическая значимость

1. Сформулированные принципы Концепции являются базовым руководством для разработки проектов малоэмиссионных камер сгорания как для модернизируемых, так и для вновь создаваемых авиационных и наземных ГТД.

2. Успешное завершение серии испытаний демонстраторов является основой для начала разработки проектов камер сгорания на базе подтверждённой Концепции по модернизации камер сгорания ГТД ПС-90А2, ГТУ-16П, ГТУ-25П.

Апробация работы

Основные результаты работы представлены на Всероссийской научно-технической конференции «Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей» (Самара, 2007 г.); 56-й научно-технической сессии Комиссии по газовым турбинам Российской академии наук «Применение ГТУ в энергетике и промышленности (г. Пермь, 2009 г.); 8-й Международной конференции «Авиация и космонавтика-2009» (г. Москва, 2009 г.); Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития двигателестроения» (г. Самара, 2011 г.); «ASME Turbo Expo» Turbine Technical Conference & Exposition (r. Копенгаген, 2012 г.). По теме диссертации опубликованы 4 статьи в периодических изданиях, включённых в список ВАК.

Внедрение результатов работы

На основе совокупности полученных результатов численного моделирования рабочего процесса и натурных испытаний демонстраторов Концепции малоэмиссионного сжигания топлива, в соответствии с

утверждёнными планами ОАО «Авиадвигатель», проводится разработка камер сгорания для модернизации семейства ТРДД ПС-90А и наземных ГТУ-16П, ГТУ-25П.

На защиту выносятся

1. Результаты анализа снижения индекса эмиссии АЮх в диффузионном пламени.

2. Обоснование новизны концепции камеры сгорания с компактным диффузионным фронтом пламени по сравнению с альтернативными малоэмиссионными концепциями сжигания топлива в камерах сгорания ГТД.

3. Результаты численного моделирования рабочего процесса в концептуальной модели камеры сгорания.

4. Результаты испытаний серийных вариантов и демонстраторов Концепции.

Личный вклад автора

1. Формулирование и обоснование концепции камеры сгорания с компактным диффузионным фронтом пламени.

2. Подготовка, проведение и анализ результатов расчётов: термохимического состояния газовых смесей в сети химических реакторов; структуры ламинарного диффузионного фронта пламени; трехмерных течений с учётом процессов турбулентного горения, излучения, образования АЮх в камерах сгорания.

3. Планирование натурных испытаний жаровых труб-демонстраторов концепции и серийных жаровых труб в стендовых условиях с последующей обработкой и анализом результатов испытаний.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы из 64 наименований и приложения. Основной текст содержит 175 страниц, 117 иллюстраций и 17 таблиц.

В первой главе кратко представлены механизмы образования оксидов азота и обоснована актуальность работы по сокращению эмиссии оксидов азота в выхлопных газах ГТД. Выполнен обзор концепций малоэмиссионного сжигания топлива в КС авиационных ГТД. Представлен анализ современного состояния работ по разработке малоэмиссионных КС ведущими западными двигателестроительными компаниями.

Во второй главе кратко описана иерархия (нуль-мерные, одномерные, трёхмерные пространственные расчёты) и сущность применяемых численных методов в настоящей работе с целью компьютерного моделирования рабочего процесса в КС с образованием оксидов азота.

В третьей главе представлена методология проектирования демонстратора концепции в виде плана в соответствии с американским подходом к разработке авиационной техники, основанном на поэтапном достижении цели проектирования в соответствии с уровнями готовности технологии. Описывается целевой объект применения разработки - камера сгорания авиационных двигателей семейства ПС-90А. Кратко представлены особенности рабочего процесса в КС авиационного и промышленного ГТД на базе ПС-90А, определяющие эмиссионное совершенство КС.

В четвёртой главе сформулировано и с помощью расчётно-аналитических методов обосновано ядро концепции малоэмиссионного диффузионного сжигания топлива - концепция КДП. Сформулированы вспомогательные принципы концепции. На основе принципов концепции КДП создана геометрическая модель концептуальной жаровой трубы. С помощью трёхмерного численного моделирования выполнен анализ рабочего процесса в концептуальной модели. Приводится анализ роли и взаимосвязи принципов концепции и их влияния на эффективность малоэмиссионного сжигания топлива в КС диффузионного типа. Продемонстрирована эмиссионная эффективность концепции по сравнению с серийной КС. Представлено место и взаимосвязь концепции КДП среди других известных концепций малоэмиссионного горения.

В пятой главе приводится описание испытательной базы для проведения натурных испытаний демонстраторов концепции, измерительной аппаратуры и методов обработки экспериментальных данных.

В шестой главе приводятся результаты серии численного моделирования и натурных испытаний демонстраторов концепции на газовом топливе и керосине в условиях одногорелочного отсека с высокими параметрами. Расчётным и экспериментальным путём подтверждаются преимущества снижения эмиссии оксидов азота концепции КДП по сравнению с серийными КС богато-бедной схемы горения топлива. Путем сравнительных испытаний жаровых труб-демонстраторов концепции с жаровой трубой серийной камеры сгорания ТРДД ПС-90А2 в стендовых условиях с высокими параметрами экспериментально подтверждено снижение индекса эмиссии АЮх на 35 ...47 % в условиях взлётного режима, с предварительной оценкой возможности удовлетворения параметра эмиссии ЫОх целевым нормам 1САО 2020 г.

В заключении представлены основные выводы по работе.

Работа выполнена в конструкторском отделе камер сгорания (К0203) опытно-конструкторского бюро ОАО «Авиадвигатель».

Автор выражает глубокую благодарность и признательность д.т.н., проф. Августиновичу В.Г. за активное участие в обсуждении и формулировании вместе автором работы положений концепции, а также за критическое рассмотрение и ценные замечания по результатам выполненных расчётов и испытаний. Автор выражает благодарность Цатиашвили В.А. за ценные замечания, позволившие улучшить качество текста.

Автор выражает глубокую благодарность Никифорову В.И., начальнику слесарного участка №7 цеха №21 опытного завода ОАО «Авиадвигатель», и рабочим участка за оперативное изготовление жаровых труб - демонстраторов концепции в условиях высокой производственной загрузки.

Автор признателен всем мотористам, прибористам, испытателям и другим специалистам, принимавших непосредственное участие в подготовке и проведении испытаний серийных жаровых труб и жаровых труб-демонстраторов в рамках настоящей работы.

Заключение диссертации по теме «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов», Цатиашвили, Вахтанг Валерьевич

6.5 Выводы

1. На основе существующей материальной части ОАО «Авиадвигатель» выполнены последовательные доработки жаровой трубы, которая является демонстратором концепции КДФП.

2. Проведены натурные испытания демонстраторов концепции КДФП и серийных КС в условиях одногорелочного отсека при максимальных параметрах потока на входе в отсек Р*к =0,785 МПа и Т*к = 723 К с определением зависимости индексов эмиссии оксидов азота и окиси углерода от коэффициента избытка воздуха в камере сгорания на керосиновом топливе и природном газе.

3. Испытания демонстраторов выявили отличительный характер поведения индекса эмиссии ИОх при сокращении коэффициента избытка воздуха в КС, что подтверждает самостоятельность концепции КДФП среди остальных.

4. При верификации принципа концепции КДФП №2 определен отчётливый эффект блокирования пламени в первичной зоне на сокращение индекса эмиссии ЫОх при работе КС на керосине.

5. Проявить влияние принципа концепции КДФП №1 о повышении уровня скалярной диссипации во фронте пламени для снижения эмиссии АЮх в полной мере не удалось, что связано с ограниченным доступным инструментарием для воздействия на фронт пламени.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Минимальный индекс эмиссии ЫОх в камере сгорания диффузионного типа обеспечивается только за счёт реализации условий, способствующих сгоранию топлива в компактном диффузионном фронте пламени.

2. Сущность концепции камеры сгорания с компактным диффузионным фронтом пламени заключается в подавлении объёмного и поверхностного источников образования АЮх путём блокирования фронта пламени в первичной зоне жаровой трубы и газодинамической интенсификацией горения топлива.

3. В рамках концепции основные принципы малоэмиссионного сжигания топлива в камерах сгорания ТРДД объединены в структурированную систему с выявленными взаимосвязями.

4. Применение разработанной концепции к жаровой трубе серийной камеры сгорания ТРДД ПС-90А2 в стендовых условиях с высокими параметрами позволяет снизить индекс эмиссии ЫОх на 35 .47 % в условиях взлётного режима, что по предварительной оценке, обеспечивает целевой параметр эмиссии АЮх норм 1САО 2020 г.

5. Концепция камеры сгорания с компактным диффузионным фронтом пламени подтверждена на 4-м уровне готовности технологии. Внедрение разработанной концепции в ТРДД под нормы 1САО 2020 г. имеет существенно меньший технический риск по сравнению с другими концепциями и не ограничивает использование альтернативных авиационных видов топлив.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

Условные обозначения: а- коэффициент поглощения излучения, [м-1] С - молярная концентрация, [моль/м3] Ск- удельный расход топлива, [кг/с/кН] с к- удельная изобарная теплоёмкость к-то компонента смеси, [Дж/кг/К] - коэффициент диффузии, [м /с] Иа - Дамкёлера число, [-] Е1 - индекс эмиссии, [г/кг]

Ег/с~х - обратная дополнительная функция ошибок

F - площадь, [м2]

С - массовый расход, [кг/с]

С, - расход топлива, [кг/с]

Н - энтальпия газовой смеси, [Дж] к- удельная энтальпия газовой смеси, [Дж/кг]

I- интенсивность потока излучения, [Вт/срад]

2 2 к - удельная кинетическая энергия турбулентности, [м /с ] к, - константа скорости 1-й реакции, [м3/моль/с] М - молярная масса, [кг/моль]

Я00 - статическая тяга двигателя на взлётном режиме, [кН] <7- плотность теплового потока, [Вт/м ] г - вектор положения точки излучения, [м] г - молярная доля 1-го компонента газовой смеси, [м]

- молярная скорость образования г'-го компонента газовой смеси в единице объёма, [моль/м /с] - компонента тензора скорости деформации потока, [с"1] - длина пути луча, [м]

8- вектор направления излучения, [м]

8' - направление вектора рассеивания излучения, [м]

Т - термодинамическая температура, [К] t- физическое время,

Вт/м2] и - компонента вектора абсолютной скорости, [м/с]

V- объём, [м ]

- массовая доля /-го компонента газовой смеси, [-]

2 - массовая доля восстановленного топлива (или пассивной примеси). at - среднемассовый коэффициент избытка воздуха в й зоне, [-] % - скорость диссипации скаляра Z, [с"1]

2 3 s - скорость диссипации кинетической энергии турбулентности, [м /с ] Ф - фазовая функция рассеивания, [-] К - коэффициент массообмена, [-] pt - турбулентная вязкость, [Па* с] р - плотность, [кг/м3] а - константа излучения Стефана-Больцмана, [Вт/м/К]

DF (Diffusion Flame) - диффузионный фронт пламени F-топливо in - относящийся к входу (к приближению)

LF (Lean premixed Flame) - фронт пламени в обеднённой смеси шах - максимальное значение величины min - минимальное значение величины mix - смесь

О - окислитель out - относящийся к выходу (к удалению)

R (Residence) - относящийся ко времени пребывания

RF (Rich premixed Flame) - фронт пламени в обогащенной смеси st - величина определяется на поверхности стехиометрии t - турбулентный w - относящийся к стенке - обозначает скорость прямой реакции,

-» - обозначает скорость обратной реакции,

Сокращения:

ГТД - газотурбинный двигатель; ГТУ - газотурбинная установка; ДВС - двигатель внутреннего сгорания; ДХ - дроссельная характеристика; ЗОТ - зона обратных токов;

КДП - концепция малоэмиссионного сжигания топлива в Компактном

Диффузионном Пламени внутри КС.

МГ - режим малого газа авиационного ГТД;

МЭКС - малоэмиссионная КС;

00 - основные отверстия;

СВПЦ - стандартный взлётно-посадочный цикл.

ТВ Д - турбина высокого давления;

TBC - топливовоздушная смесь;

ТНВД - топливный насос высокого давления;

XX - режим холостого хода ГТУ;

ФУ - фронтовое устройство камеры сгорания;

САЕР (Committee on Aviation Environmental Protection) - Комитет по защите окружающей среды от воздействия авиации.

CDF (Compact Diffusion Flame) - концепция КДП.

CFD (Computational fluid dynamics) - вычислительная гидродинамика

DAC (Double Annular Combustor) - двухзонная кольцевая КС.

DLE (Dry Low Emission) - обеспечение низкой эмиссии «сухими» методами.

DOM (Discrete Ordinate Model) - модель излучения дискретных ординат.

EGR (Exhaust Gas Recirculation) - рециркуляция выхлопных газов в ДВС.

FADEC (Full Authority Digital Engine Control system) - цифровая система управления двигателем с полной ответственностью.

FLOX (FLameless OXidation) - беспламенное горение.

ICAO (International Civil Aviation Organization) - Международная организация гражданской авиации.

LEC (Low Emission Combustor) - малоэмиссионная КС.

LDI (Lean Direct Injection) - горение обеднённой смеси с прямым впрыском топлива.

LPP (Lean Premixed Prevaporized) - горение обеднённой, предварительно испарённой и перемешанной смеси с топливом.

LP(P) (Lean Premixed) - горение обеднённой, предварительно перемешанной смеси воздуха с газообразным топливом.

NASA (National Aeronautics and Space Administration) - Национальное агентство

США по аэронавтике и исследованию космического пространства. ppm(v) (volume parts per million) - частей на миллион (по объёму).

RQL (Rich (burn) - (quick) Quench - Lean (burn)) - сжигание обогащённой смеси топлива, быстрым перемешиванием с воздухом и последующем горением обеднённой смеси.

SMD (Sauter Mean Diameter) - средний заутеровский диаметр капель аэрозоля. Staged Combustion - зональное сжигание топлива.

TAPS (Twin Annular Premixing Swirler) - радиальное зонирование горения с предварительным перемешиванием

TRL (Technology Readiness Level) - уровень готовности технологии

WSGGM (Weighted-Sum-of-Gray-Gases Model) - модель взвешенной суммы серых газов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Цатиашвили, Вахтанг Валерьевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Key World Energy Statistics 2012. International Energy Agency. -Paris: OECD/IEA Publications - 2012.

(http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/kwes.pdf).

2. Охрана окружающей среды. Приложение 16 к Конвенции о международной гражданской авиации: Т. 2. Эмиссия авиационных двигателей. - ИКАО, 1-е изд.: октябрь 1981; 2-е изд.: июль 1993; 3-е изд.: июль 2008.

3. Лефевр, А. Процессы в камерах сгорания ГТД: Пер. с англ. - М.: Мир, 1986. - С. 566.

4. Lefebvre, А. Н. Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions / Lefebvre, A. H., Ballal, D. R. // CRC Press - 3rd ed. - 2010.

5. Куценко, Ю.Г. Численные методы оценки эмиссионных характеристик камер сгорания газотурбинных двигателей / Куценко Ю. Г. // УрО РАН - Екатеринбург-Пермь, 2006. - С. 140.

6. Levy, Y. DESIGN AND PERFORMANCE ANALYSIS OF A GAS TURBINE FLAMELESS COMBUSTOR USING CFD SIMULATIONS / Christo, F.C., Gaissinski, I., Erenburg, V., Sherbaum // Paper GT2012-68781. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2012.

7. Dobbeling, K. 25 YEARS OF BBC/ABB/ALSTOM LEAN PREMIX COMBUSTION TECHNOLOGIES / Jaan Hellat, Hans Koch // Paper GT2005-68269. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2005.

8. Постников, A.M. Снижение оксидов азота в выхлопных газах ГТУ / A.M. Постников // Изд-во Самарского научного центра РАН, 2002. - С. 286.

9. Baessler, S. NOx EMISSIONS OF A PREMIXED PARTIALLY VAPORIZED KEROSENE SPRAY FLAME / S. Baessler, K. G. Mosl, T. Sattelmayer // Paper GT2006-90248. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2006.

10. Лазунов, Д.Л. Закономерности образования оксидов азота в камере сгорания ГТД с двухстадийной организацией горения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Лазунов Д.Л.// УГАТУ, 2003.

11. Иноземцев, А.А. Прогнозирование эмиссионных характеристик на основе реакторной модели камеры сгорания / А.А. Иноземцев, В.Г.

Августинович, В.В. Цатиашвили // Известия вузов. Авиационная техника. -№1. - Казань, 2011. - С. 45 - 50.

12. Кузнецов, В.Р. Образования окислов азота в камерах сгорания ГТД / В.Р. Кузнецов // Труды ЦИАМ. -№ Ю86. - 1983.

13. Yamamoto, Т. EMISSION REDUCTION OF FUEL STAGED AIRCRAFT ENGINE COMBUSTOR USING AN ADDITIONAL PREMIXED FUEL NOZZLE / T. Yamamoto, K. Shimodaira, S.Yoshida, Y. Kurosawa // GT2012-68590. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2012.

14. Matsuyama, R. DEVELOPMENT OF A LEAN STAGED COMBUSTOR FOR SMALL AERO-ENGINES / R. Matsuyama, M. Kobayashi, H. Ogata, A. Horikawa, Y. Kinoshita // GT2012-68272. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2012.

15. Беляева, E. В. Пути совершенствования рабочего процесса в двигателях внутреннего сгорания / Е. В. Беляева, М. Ю. Орлов, Д. А.Угланов // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева. - 2007. - №2. - С. 34-41.

16. Nickolaus, D. A. DEVELOPMENT OF A LEAN DIRECT FUEL INJECTOR FOR LOW EMISSION AERO GAS TURBINES / D. A. Nickolaus, D. S. Crocker, D. L. Black, C.E. Smith // Paper GT2002-30409. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2002.

17. United States Patent No 6,272,840 Bl. Piloted Airblast Lean Direct Fuel Injector / D.S. Crocker, D.A. Nickolaus, C.E. Smith ; Assignee CFD Research Corporation ; Date of Patent August 14, 2001.

18. Цатиашвили, В. В. Численное моделирование процессов в микрофакельном горелочном устройстве / В.В. Цатиашвили // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева.-2007,-№2.-С. 185-190.

19. Tacina, R. SECTOR TESTS OF A LOW-NOX, LEAN-DIRECT-INJECTION, MULTIPOINT INTEGRATED MODULE COMBUSTOR CONCEPT / R. Tacina, C. Wey, P. Laing, A. Mansour // Paper GT2002-30089. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2002.

20. Доклад 8-го совещания Комитета по охране окружающей среды от воздействия авиации. Doc. 9938. - ИКАО. - 2010.

21. Волков, С. А. Сравнительная оценка отечественных и иностранных двигателей на соответствие требованиям ИКАО в области эмиссии вредных веществ / С.А. Волков, Е.Б. Жесткова, Ю.Д. Халецкий //

Экологические проблемы авиации. Труды ЦИАМ - №1347 - Москва: ТОРУС ПРЕСС, 2010.-С. 504.

22. Волков, С. А. Анализ существующих и планируемых зарубежных требований к двигателям гражданской авиации по ограничению выбросов вредных веществ / С.А. Волков, А.А. Горбатко, Ю.Д. Халецкий // Экологические проблемы авиации. Труды ЦИАМ - №1347 - Москва: ТОРУС ПРЕСС, 2010,- С. 504.

23. Скибин, В.А. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей / В.А. Скибина, В.И. Солонина // Аналитический обзор. - Москва, 2004. - С. 424.

24. Mongia, Н. Low Emissions Propulsion Engine Combustor Technology Evolution: Past, Present and Future. / H. Mongia, W. Dodds. // 24th International Congress of the Aeronautical Sciences, ICAS, Yokohama. - 2004.

25. Mongia, H. GE Aviation Low Emission Combustion Technology Evolution / H. Mongia // AIAA-8616-2004.

26. Dodds, W. Twin Annular Premixing Swirier (TAPS) Combustor / W. Dodds // The Roaring 20th Aviation Noise & Air Quality Symposium. - 2005.

27. United States Patent No 7,762,073 B2. Pilot Mixer for Mixer Assembly of a Gas Turbine Engine Combustor Having a Primary Fuel Injector and a Plurality of Secondary Fuel Injection Ports. / S. C. Li, S.Y. Hsieh, G. C.C. Hsiao, H.C. Mongia ; Assignee General Electric Company ; Date of Patent July 27, 2010.

28. Lorence, C.B. Powering the Next Generation of Flight (Panel Section) / Christopher B. Lorence // 20th International Symposium on Air Breathing Engines, IS ABE, Gothenburg. - 2011.

29. Cheung, A. Overcoming Barriers to Ultra Low Emissions / A. Cheung, R. Mc Kinney, S. Syed // Paper 2003-1042. 16th International Symposium on Air Breathing Engines, ISABE, Cleveland. - 2003.

30. Moran, J. Engine Technology development to address local air quality concerns / J. Moran // ICAO Colloquium on Aviation Emissions with Exhibition. -2007.

31. Klinger, H. THE ENGINE 3E CORE ENGINE / H. Klinger, W. Lazik, T. Wunderlich // Paper 2008-50679. Proceedings of ASME Turbo Expo. -2008.

32. Lazik, W. Development of Lean-Burn Low-NOx Combustion Technology at Rolls-Royce Deutschland / W. Lazik, Th. Doerr, S. Bake, R.v.d.

Bank, L. Rackwitz // Paper 2008-51115. Proceedings of ASME Turbo Expo. -2008.

33. Ralf, V.D. INVESTIGATIONS ON INTERNALLY STAGED LP(P) KEROSENE INJECTION SYSTEMS / Ralf v.d. Bank, Th. Doerr, M. Linne, A. Lindholm, Christian Guin // Paper 2005-1102. 17th International Symposium on Air Breathing Engines, IS ABE, Munich. - 2005.

34. Мингазов, Б.Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция, моделирование процессов и расчёт: Учебное пособие / Б.Г. Мингазов // Издание второе, исправленное. Казань: КГТУ, 2006. - С. 220.

35. Kee, R.J. Chemically reacting flow: theory and practice / Kee, R.J., Coltrin M.E., Glarborg P. // John Wiley & sons. - 2003. - P. - 848.

36. Peters, N. Turbulent Combustion. Cambridge /N. Peters // Cambridge univ. press. - 2000. - P. - 302.

37. Кузнецов, B.P. Турбулентность и горение / B.P. Кузнецов, В.А. Сабельников // Москва: Наука, 1986. - С. 288.

38. ANSYS Fluent 12.0. User's Guide. - 2009.

39. Shih, T.-H. New k-Eddy-Viscosity Model for High Reynolds Number Turbulent Flows - Model Development and Validation / T.-H. Shih, W. W. Liou, A. Shabbir, Z. Yang, J. A. Zhu // Computers Fluids. - 1995.

40. Андерсон, Д. Вычислительная гидромеханика и теплообмен / Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. // В 2-х т. Т. 1: Пер. с англ. -Москва: Мир, 1990. - С. 384.

41. Jiang, L.Y. REYNOLDS ANALOGY IN COMBUSTOR MODELING / L.Y. Jiang, I. Campbell // Paper GT2007-27017. Proceedings of ASME Turbo Expo, May 14-17. - 2007.

42. Janicka, J. Prediction of turbulent jet diffusion flame lift-off using a pdf transport equation /J. Janicka, N. Peters// Nineteenth Symposium (International) on Combustion, pages 367-374, The Combustion Institute, Pittsburgh. - 1982

43. Juneja, A. A DNS study of turbulent mixing of two passive scalars/ A. Juneja, S. B. Pope // Phys. Fluids 8, 2177-2184. - 1996.

44. Vogiatzaki, K. Multiple mapping conditioning of turbulent jet diffusion flames/ K. Vogiatzaki, A. Kronenburg, M.J. Cleary, J.H. Kent// Proceedings of the Combustion Institute. - 2009. - N 32. - P. 1679-1685.

45. Dawson, B. The Impact of Technology Insertion on Organizations/ B. Dawson //.-21 Nov.2007. - version 3.

(http://www.hfidtc.com/research/process/reports/phase-2/HFIDTC-2-12-2-1 -

l-tech-organisation.pdf).

46. Technology readiness levels: A White Paper / J.C. Mankins // NASA, 1995. - (http://www.hq.nasa.gov/office/codeq/trl/trl.pdf).

47. Ногин, В.Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход / В.Д. Ногин //, -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 144 с.

48. Цатиашвили, В.В. Результаты численного исследования влияния геометрии струйного смесителя камеры сгоарния «богато-бедного» типа на эмиссию окислов азота / В.В. Цатиашвили // Тезисы 8-й международной конференции «Авиация и космонавтика-2009», - Москва, 2009. - С. 129 -130.

49. Иноземцев, А.А. Эмиссионное совершенствование камеры сгорания богато-бедного типа на этапе проектирования / А.А. Иноземцев, В.Г. Августинович, В.В. Цатиашвили // Известия вузов. Авиационная техника. - №4. - Казань, 2010. - С. 44 - 48.

50. Tsatiashvili, V.V. Nonequilibrium Effect on Nitrogen Oxides Production in a Diffusion Flame / Tsatiashvili V.V., Avgustinovich, V.G. // Paper GT2012-68222. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2012. - P. - [1-8].

51. Turns, S.R. Understanding NOx formation in nonpremixed flames: Experiments and modeling / S.R. Turns // Prog. Energy Combust. Sci. - Vol.21. -1995.- P. 361-385.

52. Everest, D. A. Images of the Two-Dimensional Field and Temperature Gradients to Quantify Mixing Rates within a Non-Premixed Turbulent Jet Flame/ D. A. Everest, J.F. Driscoll, J. A. D. Werner, D.A. Feikema// Combust. Flame. - Vol. 101. -1995. - P. 58-68.

53. Peeters, T. Numerical Modeling of Turbulence Natural-Gas Diffusion Flames. /Т. Peeters// PhD thesis, Delft technical University, Delft, The Netherlands. -1995. - P. 263.

54. Drake, M.C. Thermal NOx in Stretched Laminar Opposed-Flow Diffusion Flames with CO/H2/N2 Fuel / M.C. Drake, R.J. Blint// Combust. Flame. -Vol. 76. - 1989.-P. 151-167.

55. Nishioka, M. NO Emission Characteristics of Methane-Air Double Flame / M. Nishioka, S. Nakagawa, Y. Ishikawa, T. Takeno// Combust. Flame. -Vol. 98.- 1994.-P. 127-138.

56. Drake, M.C. Relative Importance of Nitric Oxide Formation Mechanisms in Laminar Opposed-flow Diffusion Flames / M.C. Drake, R.J. Blint// Combust. Flame. - Vol. 83. - 1991. - P. 185-203.

57. Hewson J.C. Rate-Ratio Asymptotic Analysis of Methane-Air Diffusion-Flame Structure for Predicting Production of Oxides of Nitrogen/ J.C. Hewson, F.A. Williams// Combust. Flame. - Vol. 117. - 1999. - P. 441-476.

58. Bedat, B. Direct Numerical Simulation of Heat Release and NOx Formation in Turbulent Nonpremixed Flames/ B. Bedat, F.N. Egolfopoulos, T. Poinsot // Combust. Flame. - Vol. 119. - 1999. - P. 69-83.

59. Chan, S.H., Flamelet Structure of Radiating CH4-Air Flames / S.H. Chan, X.C. Pan, M.M.M. Abou-Ellail // Combust. Flame. - Vol. 102. - 1995. - P. 438-446.

60. Daguse, T. Study of Radiative Effects on Laminar Counterflow H2/02/N2 Diffusion Flames / T. Daguse, T. Croonenbroek, J.C. Rollon, N. Darabiha, A. Soufiani // Combust. Flame. - Vol. 106. - 1996. - P. 271-287.

61. Bai, X.S. Laminar Flamelet Structure at Low and Vanishing Scalar Dissipation Rate / X.S. Bai, L. Fuchs, F. Mauss // Combust. Flame. - Vol. 120. -2000.-P. 285-300.

62. Варфаломеев, B.C. Исследование процесса смешения в затопленной закрученной струе/ B.C., Варфаломеев, Б.Г. Мингазов С.И. Морозов, В.А. Щукин // Горение в потоке. Межвузовский сборник. КАИ. -1982. - с.23-27.

63. Kaaling, Н. RQL combustor development including design, CFD calculations, cars measurments and combustor tests/ H. Kaaling, R. Ryden, Y. Bouchie, D. Ansart, P. Magre, C. Guin // Paper 97-7076. 13th International Symposium on Air Breathing Engines. - 1997.

64. Burmberger, S. DESIGN RULES FOR THE VELOCITY FIELD OF VORTEX BREAKDOWN SWIRL BURNERS / S. Burmberger, C. Hirsch, T. Sattelmayer // Paper GT2006-90495. Proceedings of ASME Turbo Expo. - 2006.