Исследование особенностей развития рабочего процесса в камере сгорания кислород-керосинового жидкостного ракетного двигателя

Исследованы особенности процессов газификации, смешения и выгорания компонентов топлива в камере сгорания с соосными двухкомпонентными центробежно-центробежными форсунками, работающей по схеме жидкость--жидкость на кислороде и керосине двух типов Т-1 и Т-6. В результате численного моделирования выявлено, что при использовании горючего Т-6 структура рециркуляционных зон, образующихся на начальном участке в камере сгорания, может обеспечить более эффективное смешение и выгорание кислорода и керосина по сравнению с вариантом камеры, работающей на топливе Т-1

Литература

[1] Сидлеров Д.А. Численное моделирование газокапельных турбулентных течений с горением (Combust-LF). Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2008610282, зарегистрировано 2007.

[2] Сидлеров Д.А. Численное моделирование трехмерных газофазных турбулентных течений с горением в камерах сгорания ЖРД (LRE flame-3D). Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2010614904, зарегистрировано 2010.

[3] Gutheil E., Schlots D., Demoulin F.-X., et al. Numerical approaches to spray combustion. 4th Int. Symp. Liquid Space Propulsion. Germany, DLR/Lmp, March 13–15, 2000.

[4] Tucker P.K., Shee W., et al. A global optimization methodology for O2/H2 single element injector design. 4th Int. Symp. Liquid Space Propulsion. Germany, DLR/Lmp, March 13–15, 2000.

[5] Новиков А.В., Ягодников Д.А., Буркальцев В.А. и др. Математическая модель и расчет характеристик рабочего процесса в камере сгорания ЖРД малой тяги на компонентах топлива метан–кислород. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Cер. Машиностроение, 2004, спец. вып. «Теория и практика современного ракетного двигателестроения», с. 8–17.

[6] Ruiz A. Unsteady numerical simulations of transcritical turbulent combustion in liquid rocket engines. PhD, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2012.

[7] Yue C.G., Chang X.L., Yang S.J., et al. Numerical simulation of interior flow field of a variable thrust rocket engine. Adv. Mat. Res., 2011, vol. 186, рр. 215–219. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.186.215

[8] Wang Z.G. Internal combustion processes of liquid rocket engines. Modeling and numerical simulations. National Defense Industry Press, 2016. DOI: 10.1002/9781118890035

[9] Строкач Е.А., Боровик И.Н. Численное моделирование процесса распыливания керосина центробежной форсункой. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016, № 3, с. 37–54. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-3-37-54

[10] Kalmykov G.P., Larionov A.A., Sidlerov D.A., et al. Numerical simulation and investigation of working process features in high-duty combustion chambers. J. Eng. Thermophys., 2008, vol. 17, no. 3, рр. 196–217. DOI: 10.1134/S1810232808030053

[11] Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М., Энергоатомиздат, 1984.

[12] Kalmykov G.P., Larionov A.A., Sidlerov D.A., et al. Numerical simulation of operational processes in the combustion chamber and gas generator of oxygen-methane liquid rocket engine. Progress in propulsion physic. Vol. 1. М., Торус пресс, 2009, с. 185–204.

[13] Мосолов С.В., Сидлеров Д.А., Пономарев А.А. и др. Расчетное исследование особенностей рабочего процесса в камерах сгорания ЖРД, работающих на топливе кислород + углеводороды. Труды МАИ, 2012, № 58.

[14] Мосолов С.В., Сидлеров Д.А., Пономарев А.А. Сравнительный анализ особенностей рабочего процесса в камерах сгорания ЖРД со струйно-струйными и струйно-центробежными форсунками на основе численного моделирования. Труды МАИ, 2012, № 59.

[15] Сидлеров Д.А., Пономарев А.А. Численное моделирование режимов испарения и горения капельных струй топлива в камерах сгорания жидкостных ракетных двигателей. Труды МАИ, 2014, № 77.

[16] Мосолов С.В., Сидлеров Д.А. Анализ особенностей рабочего процесса в камерах сгорания ЖРД со струйно-центробежными и центробежно-центробежными форсунками. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016, № 2, с. 60–71. DOI: 10.18698/0236-3941-2016-2-60-71

[17] Мосолов С.В., Сидлеров Д.А. Исследование влияния антипульсационных перегородок на развитие рабочего процесса в камере сгорания кислород-керосинового ЖРД с форсунками струйно-центробежного типа методом численного моделирования. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2017, № 2, с. 44–53. DOI: 10.18698/0236-3941-2017-2-44-53

[18] Дубовкин Н.Ф., Маланичева В.Г., Массур Ю.П. и др. Физико-химические и эксплуатационные свойства реактивных топлив. М., Химия, 1985.

[19] Дитякин Ю.Ф., Клячко Л.А., Новиков Б.В. и др. Распыливание жидкостей. М., Машиностроение, 1977.