Численное моделирование процесса термического разложения углеводородных смесей при течении в каналах системы охлаждения высокоскоростного летательного аппарата. Оптимизация состава топлива
П.Д. Токталиев1,2, И.О. Галицкий1, С.И. Мартыненко1,2, В.М. Волохов1, Е.С. Амосова1, А.В. Волохов1, Л.С. Яновский1,2
1Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка, Россия
toktaliev@icp.ac.ru
2Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, Москва, Россия
Ключевые слова: топливо, система охлаждения, оптимизация, fuel, cooling system, optimization
Страницы: 95-108
Аннотация
Разработана математическая модель физико-химических процессов при турбулентном течении смесей алканов с числом атомов углерода 0 < C < 9 в обогреваемых каналах. Для описания процесса турбулентного переноса использованы уравнения Навье-Стокса, а для описания термического разложения углеводородов применялся детальный кинетический механизм. Приведено подробное описание разработанной модели и результатов ее верификации на основе экспериментальных данных. В представленной работе модель использована для численного исследования сопряженного теплообмена в плоском обогреваемом канале системы охлаждения перспективных прямоточных авиационных двигателей на эндотермических углеводородных топливах. Выполнена двухкритериальная оптимизация исходного состава эндотермического углеводородного топлива для получения максимальных эндотермического эффекта и энергосодержания получаемой горючей смеси углеводородов, далее подаваемой в камеру сгорания двигателя. Ограничениями при оптимизации являются максимально допустимая температура стенок обогреваемого канала (условие термопрочности конструкции) и максимально допустимая степень разложения углеводородной смеси, при превышении которой начинается интенсивное образование твердых отложений на омываемых стенках канала.
|
