analiza wpływu wtrysku wody do komory spalania silnika

XLVI Sympozjon „Modelowanie w mechanice”
Andrzej CHRZCZONOWSKI, Politechnika Wrocławska
ANALIZA WPŁYWU WTRYSKU WODY DO KOMORY SPALANIA
SILNIKA TURBINOWEGO NA JEGO MOC I SPRAWNOŚĆ
Wtrysk wody do komory spalania turbiny gazowej jest znanym od lat sposobem
podnoszenia jej mocy, jednak w zastosowaniach lotniczych nie znalazł szerszego
zastosowania z uwagi na konieczność rozbudowy silnika lotniczego i jego instalacji
pomocniczych. Również dość dawno zauważono spadek emisji tlenków azotu NOx podczas
spalania paliwa w wilgotnym powietrzu. Coraz bardziej wymagające normy dotyczące
czystości spalin odprowadzanych z silnika lotniczego do atmosfery zmuszają do szukania
rozwiązań o mniejszej emisji szkodliwych związków. W zastosowaniach stacjonarnych
lepszym pod względem energetycznym okazał się wtrysk pary wodnej wytworzonej w kotle
odzyskowym, dzięki czemu możliwa jest pewna regeneracja ciepła. Sporadycznie pojawiają
się wzmianki w literaturze o nowych próbach zastosowania wtrysku wody do lotniczego
silnika turbinowego w celu uzyskania wzrostu mocy i spadku emisji tlenków azotu. Brak jest
jednak kompleksowych badań, które wykazałyby wpływ wielkości strumienia wtryskiwanej
wody na własności silnika dla zmiennych podstawowych parametrów termodynamicznych
instalacji.
W pracy przedstawione zostały niektóre wyniki analizy numerycznej lotniczego silnika
turbinowego przeprowadzonej dla szerokiego zakresu zmienności podstawowych parametrów
termodynamicznych układu. Analizie poddany został wpływ wtrysku wody do komory
spalania na własności energetyczne silnika, w szczególności na jego moc i sprawność.
Rozpatrywane były warianty dla różnych wartości sprężu, temperatury spalin na wlocie do
turbiny, temperatury otoczenia oraz strumienia masy wtryskiwanej wody. Jednocześnie
wyznaczone zostały inne, mniej istotne parametry, m.in. współczynnik nadmiaru powietrza,
strumień paliwa, temperatura spalin na wylocie z turbiny.
XLVI Sympozjon „Modelowanie w mechanice”
Andrzej CHRZCZONOWSKI, Politechnika Wrocławska
ANALYSIS OF INFLUENCE OF WATER INJECTION
IN THE COMBUSTION CHUMBER OF JET ENGINE
ON ITS POWER AND EFFICIENCY
Water injection in the combustion chamber of jet engine is since long time known manner
of bringing up of power, but has not found wide employment in aerial employment in view of
necessity of extension of aerial engine and subsidiary installation. Decrease of emission of
NOx remark by burning in wet air also long ago. More and more requiring norms concerning
clearness of exhaust gas accompanied from aircraft engine for atmosphere enforce search of
solution with smaller emission of harmful chemical compound. In power generation better
result bring steam injection from HRSG, what is a kind of heat regeneration. Sporadically are
used new applications of aircraft engines with water injection for increasing of power and
decreasing of NOx emission. There are no complex research about engine properties and
thermodynamic parameters by water injection. In this work are presented some result of
numerical analysis of influence of water injection on thermodynamical properties of turbojet
engine, in particular efficiency and power increment of turbo jet engine.