Вихревая неустойчивость в реагирующем потоке в тангенциальном горелочном устройстве

Иван Викторович Литвинов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, г. Новосибирск

Айдар Вилданович Назаров
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, г. Новосибирск


Аннотация


Приведен анализ осредненных распределений скорости, измеренных с помощью лазерно-допплеровского анемометра, на выходе из тангенциального горелочного устройства в реагирующем потоке при различных расходах пропан-воздушной смеси (коэффициент стехиометрии, φ = 0,4). Показано, что частота прецессирующего вихревого ядра в реагирующем потоке не является линейной функцией расхода смеси, как в случае изотермических условий. Предложены возможные причины влияния на частоту прецессии вихря условий реагирующего потока – увеличение размера вихревого ядра за счет заполнения продуктами реакции.


Ключевые слова


обедненное горение; прецессия вихревого ядра (ПВЯ);, лазерно-допплеровский анемометр (ЛДА); пульсации скорости

Полный текст:

PDF

Литература


Гупта А., Лилли Д., Сайред Н. Закрученные потоки: пер. с англ. М.: Мир, 1987. 588 с. [Gupta A.K., Lilley D.G., Syred N. Swirl Flows. England, Abacus Press, 1984.]

M. Freitag, M. Klein, M. Gregor, D. Geyer,

C. Schneider, A. Dreizler, et al., Mixing Analysis of

a Swirling Recirculating Flow Using DNS and Exper-imental Data, Int. J. Heat Fluid Flow. 27 (2006)

–643. DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2006.02.020

D. Galley, S. Ducruix, F. Lacas, D. Veynante, Mixing and Stabilization Study of a Partially Pre-mixed Swirling Flame Using Laser Induced Fluores-cence, Combust. Flame. 158 (2011) 155–171. DOI: 10.1016/j.combustflame.2010.08.004

M. Stöhr, C.M. Arndt, W. Meier, Transient Ef-fects of Fuel-Air Mixing in a Partially-Premixed Tur-bulent Swirl Flame, Proc. Combust. Inst. 35 (2015) 3327–3335. DOI: 10.1016/j.proci.2014.06.095

P.M. Anacleto, E.C. Fernandes, M.V. Heitor, S.I. Shtork, Swirl Flow Structure and Flame Charac-teristics in a Model Lean Premixed Combustor, Com-bust. Sci. Technol. 175 (2003) 1369–1388.

A.M. Steinberg, I. Boxx, M. Stöhr, C.D. Carter, W. Meier, Flow-Flame Interactions Causing Acousti-cally Coupled Heat Release Fluctuations in a Thermo-Acoustically Unstable Gas Turbine Model Combustor, Combust. Flame. 157 (2010) 2250–2266. DOI: 10.1016/j.combustflame.2010.07.011

R.C. Chanaud, Observations of Oscillatory Motion in Certain Swirling Flows, J Fluid Mech. 21 (1965) 111–127. DOI: 10.1017/S0022112065000083

J.J. Cassidy, H.T. Falvey, Observations of Un-steady Flow Arising after Vortex Breakdown, J Fluid Mech. 41 (1969) 727–736.

S.V. Alekseenko, P.A. Kuibin, V.L. Okulov, S.I. Shtork, Helical Vortices in Swirl Flow, J. Fluid Mech. 382 (1999) 195–243. DOI: 10.1017/S0022112098003772

Алексеенко С.В., Куйбин П.А., Окулов В.Л. Введение в теорию концентрированных вихрей. Новосибирск: Ин-т теплофизики СО РАН, 2003. [Alekseenko S.V., Kuibin P.A., Okulov V.L. Vvedenie v teoriju koncentrirovannyh vihrej (Theory of Concen-trated Vortices: an Introduction). Novosibirsk, Insti-tute of Thermophysics SB RAS, 2003.]

N. Syred, A Review of Oscillation Mechanisms and the Role of the Precessing Vortex Core (PVC) in Swirl Combustion Systems, Prog. Energy Combust. Sci. 32 (2006) 93–161. DOI: 10.1016/j.pecs.2005.10.002

I.V. Litvinov, S.I. Shtork, P.A. Kuibin,

S.V. Alekseenko, K. Hanjalic, Experimental Study and Analytical Reconstruction of Precessing Vortex in a Tangential Swirler, Int. J. Heat Fluid Flow. 42 (2013) 251–264. DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2013.02.009

Литвинов И.В., Шторк С.И., Алексеенко С.В. Экспериментальное исследование сильнозакручен¬ного течения в тангенциальном завихрителе. Вестник КузГТУ. 2012. С. 129–135. [Litvinov I.V., Shtork S.I., Alekseenko S.V. (Experimental Study of Strongly Swirling Flow in a Tangential Swirler Device). Vestnik KuzGTU (The Bulletin of KuzSTU), 2012, pp. 129–135. (in Russ.)]

S.I. Shtork, C.E. Cala, E.C. Fernandes, Experimental Characterization of Rotating Flow Field in

a Model Vortex Burner, Exp. Therm. Fluid Sci. 31 (2007) 779–788. DOI: 10.1016/j.expthermflusci.2006.08.008

N.R. Lomb, Least-Squares Frequency Analy-sis of Unequally Spaced Data, Astrophys. Space Sci. 39 (1976) 447–462. DOI: 10.1007/BF00648343.

A.P. Vinokurov, S.I. Shtork, S.V. Alekseenko, The Influence of the Dispersed Gaseous Phase on Characteristics of Vortex Precession in a Swirling Gas-Liquid Flow, Tech. Phys. Lett. 41 (2015) 844–846. DOI: 10.1134/S1063785015090114


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.