vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2020-65-3-357-364vestift-621Research ArticleРАДИОЭЛЕКТРОНИКА И ПРИБОРОСТРОЕНИЕRADIOELECTRONICS AND INSTRUMENT-MAKINGНизконапорная форсунка с аэродинамическим распылом топливаLow-pressure nozzle with aerodynamic fuel atomizationТихончикС. С.TihonchikS. S.

Тихончик Станислав Славамирович – инженер

ул. Немига, 14А, 220004, Минск

Stanislav S. Tihonchik – Engineer

14A, Nemiga Str., 220004, Minsk

Stanislau.Tsikhonchyk@belavia.byПучкоН. И.PuchkoN. I.

Пучко Николай Иванович – старший преподаватель

ул. Уборевича, 77, 220096, Минск

Nikolay I. Puchko – Senior Lecturer

77, Uborevich Str., 220096

department.toae@yandex.ruОАО «Авиакомпания “Белавиа”»JSC “Belavia” – Belarusian Airlines”Белорусская государственная академия авиацииBelarusian State Academy of Aviation202021102020653357364Copyright © Тихончик С.С., Пучко Н.И., 20202020Тихончик С.С., Пучко Н.И.Tihonchik S.S., Puchko N.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/621

Проведено исследование с построением модели низконапорной форсунки с аэродинамическим распылом топлива, которое раскрывает преимущества форсунок такого типа. С целью сокращения времени на стадии разработки и проведения расчетов применялись современные системы автоматизированного проектирования. Исследования проведены в модуле Flow Simulation программного комплекса SolidWorks, позволяющем рассчитать и построить модель внутреннего обтекания форсунки по уже известным параметрам. Предполагаемая конструкция форсунки подвергалась воздействию условий, соответствующих реальным параметрам. Эти условия задавались через панель граничных условий программы: секундный расход топлива; скорость воздушного потока на входе в форсунку; статическое давление в камере сгорания. Расчеты, выполненные модулем, позволили оценить технологичность конструкции, а также внутренние процессы смешения топлива с воздухом. Для определения качества мелкодисперсности распыла топлива рассчитана модель поля скоростей по всему сечению форсунки, из которого видно, что максимальная скорость истечения топлива достигается в выходных каналах топливного распылителя форсунки. Полученные результаты свидетельствуют о работе принципа низконапорности с сохранением качественного распыла топлива. Применение низконапорных форсунок с аэродинамическим распылом возможно в современных газотурбинных двигателях гражданских самолетов, а также в газотурбинных установках.

A research was carried out with the construction of a model of a low-pressure nozzle with aerodynamic fuel atomization, which shows the advantages of nozzles of this type. In order to reduce the time at the stage of development and calculations, modern computer design systems were used. The research was carried out in the Flow Simulation module of the SolidWorks software package, which allows you to calculate and build a model of the internal flow around the nozzle using already known parameters. These parameters were set through the program conditions panel: fuel consumption per second; air flow rate at the inlet to the nozzle; static pressure in the combustion chamber. The calculations performed by the module made it possible to evaluate the manufacturability of the design, as well as the internal processes of mixing fuel with air. To determine the quality of fine dispersion of the fuel atomization, a model of the velocity field was calculated over the entire section of the nozzle, from which it can be seen that the maximum flow rate of the fuel is achieved in the outlet channels of the fuel atomizer of the nozzle. The results obtained indicate the operation of the low-pressure principle while maintaining high-quality fuel atomization. The use of low-pressure nozzle with aerodynamic fuel atomization is possible in modern gas turbine engines of civil aircraft, as well as in gas turbine.

двигательфорсункамелкодисперсностьнизконапорностьполе скоростейсмешение топливаколлекторрасходэмиссияenginenozzlefine dispersionlow pressurevelocity fieldfuel mixingmanifoldflow rateemissionReferencesЛефевр, А.Н. Процессы в камерах сгорания ГТД: пер. с англ. / А.Н. Лефевр. – М.: Мир, 1986. − 566 с.Lefebvre A.H. Gas Turbine Combustion. CRC Press, 2010. 560 p.Ахмедзянов, Д.А. Исследование влияния двухконтурности топливного коллектора на эффективность силовой установки в области заполнения основного контура / Д.А. Ахмедзянов, Ю.М. Ахметов, А.Е. Михайлов // Вестн. УГАТУ. − 2010. − Т. 14, №4.− С. 21−35.Akhmedzyanov D. A., Akhmetov Yu. M., Mikhailov A.E. Investigation of the effect of dual-circuit fuel manifold on the efficiency of the power plant in the area of filling the main circuit. Vestnik UGATU = Vestnik USATU, 2010, vol. 14, no. 4, pp. 21−35 (in Russian).Авиационные двухконтурные двигатели Д-30КУ и Д-30КП: конструкция, надежность и опыт эксплуатации / Л.П. Лозицкий [и др.]. − М.: Машиностроение, 1988. – 228 c.Lozitsky L. P., Avdoshko M. D., Berezlev В. F., Gvozdetsky I. I., Ivanenko A. A., Molochnov M.A. Aircraft DualCircuit Engines D-30KU and D-30KP: Design, Reliability and Operating Experience. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1988. 228 p. (in Russian).Cтарцев, Н.И. Трубопроводы газотурбинных двигателей / Н.И. Cтарцев. – М.: Машиностроение, 1976. – 272 с.Starcev N.I. Pipelines for Gas Turbine Engines. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1976. 272 p. (in Russian).Теория авиационных двигателей. Термодинамический анализ рабочего процесса ГТД прямой реакции / сост. Н.И. Пучко. − Минск: БГАА, 2015. − 55 с.Puchko N. I. (compiled). Theory of Aircraft Engines. Thermodynamic Analysis of the Gas Turbine Engine Direct Reaction. Minsk, Belarusian State Academy of Aviation, 2015. 55 p. (in Russian).Иноземцев, А.А. Газотурбинные двигатели / A.A. Иноземцев, В.Л. Сандрацкий. − Пермь: Авиадвигатель, 2006. − 1204 с.Inozemcev A. A., Sandratsky V.L. Gas Turbine Engines. Perm, Aviadvigatel Publ., 2006. 1204 p. (in Russian).Теория авиационных двигателей: в 2 ч. / Ю.Н. Нечаев [и др.]. – М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 2006. − 366 с. – Ч. 1, 2.Nechaev U. N., Vedorev R. M., Kotovsky V. N., Polev A.S. Theory of Aircraft Engines: in 2 parts. Moscow, Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky, 2006. 366 p. (in Russian).Скибин, В.А. Работы ведущих авиадвигателестроительных компаний по созданию перспективных авиационных двигателей / В.А. Скибин, В.И. Солонин; под ред. В.А. Скибина. − М.: ЦИАМ, 2004. − 424 с.Skibin V. A., Solonin V.I. The Work of Leading Aircraft Engine Companies to Create Promising Aircraft Engines. Moscow, Central Institute of Aviation Motors, 2004. 424 p. (in Russian).Wenger, U. Rolls-Royce Technology for Future Aircraft Engines / U. Wenger. − Rolls-Royce, 2014. − 40 p.Wenger U. Rolls-Royce Technology for Future Aircraft Engines. Rolls-Royce, 2014. 40 p.Storm, R. A Guide for Educators and Students with Chemistry, Physics, and Math Activities / R. Storm, M. Skor, L.D. Koch. − NASA, 2007. − 114 p.Storm R., Skor M., Koch L.D. A Guide for Educators and Students with Chemistry, Physics, and Math Activities. NASA, 2007. 114 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.