создание смесительного устройства для малоэмиссионных камер сгорания
1. ПНИПУ, кафедра Авиационные двигатели
Авиадвигатель
СМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ
МАЛОЭМИССИОННЫХ КАМЕР СГОРАНИЯ
В. А. Назукин
С. А. Шаламов
А. В. Туснин
Научный руководитель – д.т.н., профессор
В. Г. Августинович
2. РЕШАЕМАЯ ПРОБЛЕМА
Проблема снижения уровня эмиссии оксидов азота:
Объект применения – камера Несоответствие
сгорания газотурбинной Существующий: перспективным
установки мощностью 25 МВт. 300 мг/нм3 требованиям по
экологии
Снижение выбросов
возможно при организации
сжигания «бедной»
предварительно
перемешанной смеси
50 мг/нм3
Целевой уровень для
проекта
3. ПРЕДЛАГАЕМОЕ РЕШЕНИЕ
Предполагаемый вид смесителя Требуемые характеристики:
Равномерное поле
концентраций на выходе;
Отсутствие стехиометрических
зон в выходном сечении;
Два завихрителя;
Не более трех коллекторов
подвода топлива
4. ПРОЦЕСС СОЗДАНИЯ СМЕСИТЕЛЯ
Испытания
Проектирование
Отработка
математических
моделей Проведение расчетов
Эксперименты:
•Измерение структуры течения
•Измерение полей концентрации
5. ПОТРЕБИТЕЛИ И КОНКУРЕНТЫ
Организации – потребители: Организации – конкуренты:
ОДК
GE Energy
Pratt & Whitney
…..
(прочие предприятия)
ПМЗ
Авиадвигатель
6. РЕСУРСЫ
Проектирование
смесителя
Материально-
Финансовые Информационные Интеллектуальные
техническая
ресурсы ресурсы ресурсы
обеспечение
Малое
Кафедра
инновационное ОАО
«Авиационные ОКБ Авиадвигатель
предприятие (в «Авиадвигатель»
двигатели»
рамках МИГ-1)
ОАО Cranfield University
ОКБ Авиадвигатель
«Авиадвигатель» (Великобритания)
Cranfield University
(Великобритания)
7. ЗАТРАТЫ
Проведение эксперимента по определению полей
концентрации
Проведение огневых испытаний для измерения эмиссии
вредных веществ
Затраты на амортизацию и обеспечение работы
материально-технического обеспечения
Производство экспериментальных образцов
Оплата труда
8. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СОБСТВЕННОСТЬ
Возможностью патентования обладает как
разрабатываемая конструкция смесителя, так и
еѐ производные для газотурбинных установок
другого класса мощности
Собственники патента:
Разработчики Заказчик
9. КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ
Разработка Проект завершен
Реализация результатов
экспериментов для Продажа лицензий на
осуществления производство другим
верификации расчетов предприятиям –
другими фирмами производителям
газотурбинных установок,
отчисления от продажи
каждой установки,
оснащенной данным
смесителем
Получение дохода как на этапе проектирования,
так и после внедрения в серию.
10. КОМАНДА
Одни из лучших студентов кафедры
«Авиационные двигатели», прошедшие обучение
математическому моделированию процессов
смешения и горения, имеющие опыт в
разработке конструкторской документации
Научный руководитель: Ведущие специалисты
доктор технических отдела камер сгорания
наук, профессор, В. Г. ОАО «Авиадвигатель»
Августинович
Evgeniy Shapiro, Ben Thornber -
профессора университета
Кренфилда (Великобритания)
11. ПЛАН РЕАЛИЗАЦИИ
Реализовано на данный момент
• Определение основных требований к смесителю;
• Верификация математического моделирования структуры течения
Запланировано на 2012 год
• Проведение расчетов с целью выбора 1-2 схем для дальнейшего
анализа
• Доработка решателя, работающего на графических картах
• Верификация модели горения
• Разработка эксперимента по определению полей концентрации
Запланировано на 2013-2014 годы
• Верификация модели смешения
• Проведение детальных расчетов выбранных схем и выбор одной из
них в качестве основной
• Проектирование смесителя и его расчетная доводка
• Испытания и экспериментальная доводка смесительного
устройства
• Внедрение конструкции в производство
12. РЕЗЮМЕ
• Четко обозначенная проблема;
• Детальный план еѐ решения;
• Компетентность участников группы;
• Высокий уровень консультантов и руководителя;
• Необходимые ресурсы
Цель будет достигнута,
конечный продукт начнет приносить доход.
