Исследование характеристик факела распыла жидкого топлива с помощью лазерного фазодоплеровского анемометра (LDA-PDA): результаты и опыт применения, достоверность измерений

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФАКЕЛА РАСПЫЛА ЖИДКОГО ТОПЛИВА

С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОГО ФАЗОДОПЛЕРОВСКОГО АНЕМОМЕТРА (LDA-PDA):  РЕЗУЛЬТАТЫ И ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ, ДОСТОВЕРНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ

, ,

Самарский университет

В научно образовательном центре газодинамических исследований (НОЦ ГДИ) на экспериментальной установке УПФ-372 выполнены испытания различных по конструкции топливных форсунок камер сгорания (КС) газотурбинного двигателя (ГТД) и измерения характеристик факелов распыла жидкого топлива с применением лазерного доплеровского-фазодоплеровского анемометра (3D LDA-PDA).

В рабочей камере УПФ-372 топливные форсунки устанавливались вертикально, распыл топлива осуществлялся сверху-вниз, а давление воздуха в рабочей камере было равно или близко к нормальному давлению окружающего атмосферного воздуха. Перепад давления по воздуху на форсунке, относительно давления в рабочей камере поддерживался на уровне 3 %, перепады давления по топливу были типичными для каждой форсунки. Вертикальная ось форсунки (ось симметрии факела распыла) была нормальна горизонтальной плоскости лазерных измерений. Результаты измерений представлены в виде эпюр и полей изменения кинематических и дисперсных параметров факелов распыла. Вокруг своей вертикальной оси (оси факела распыла) каждая форсунка поочередно устанавливались в три угловых контрольных положения – в исходное ( = 0°) и в два повернутых относительно оси ( = 90° и = 180°). Для каждого углового положения форсунки в полях распределения массы топлива отмечается появление областей с повышенной пространственной концентрацией топливных капель и их взаимное расположение для каждого конкретного эксперимента, для всех трёх случаев окружного положения форсунки.

Анализ достоверности результатов показывает, что для форсунок с большим углом раскрытия факела распыла «появление» областей с «повышенной» пространственной концентрацией капель может диагностироваться как результат искажений этих данных из-за эффекта экранирования части потока света, идущего к оптическим головкам лазерного измерителя из глубины области измерений.