Экологическое совершенствование продукции собственной разработки - приоритетная задача пермского конструкторского бюро.

Среди обязательств, которые взяло на себя ОАО «Авиадвигатель» перед «Газпромом» - снижение эмиссии NОx на ПС-90ГП-2 до уровня не более 150 мг/м3 к концу 2008 года и снижение эмиссии NОx на ПС-90ГП-2 и ПС-90ГП-25 до уровня не более 50 мг/м3 к концу 2009 года.

Для решения столь сложной задачи в сжатые сроки разработана инвестиционная программа и благодаря финансовой поддержке ОАО «Пермский моторный завод» развернуты работы по всему спектру выбранных направлений деятельности.

Вариант 4-модульной жаровой
трубы, предназначенной для
испытаний в составе двигателя
ПС-90ГП-2

В настоящее время готовятся к испытанию жаровые трубы с разработанным вариантом четырехмодульного фронтового устройства. По предварительным оценкам, в условиях двигателя ПС-90ГП-2 такой вариант исполнения жаровых труб должен обеспечить уровень эмиссии NОx не более 150 мг/м3.

Для обеспечения уровня эмиссии не более 50 мг/м3 начались испытания горелочного устройства, в котором реализована LPP технология (Lean Premixed Prevaporized - бедная, предварительно перемешанная  топливовоздушная смесь). Полным ходом идут работы по созданию новой компрессорной станции, которая позволит проводить модельные испытания камер сгорания при высоких параметрах, близких к натурным.

В апреле 2008 года состоялся научно-технический совет (НТС) общества, где обсуждались вопросы, связанные с применением технологии численного моделирования при создании малоэмиссионных камер сгорания газотурбинных двигателей. По словам генерального конструктора ОАО «Авиадвигатель», д.т.н. Александра Иноземцева, актуальность поднятых на НТС проблем обусловлена необходимостью выполнения принятых обязательств на самом высоком научно-техническом уровне.
- Степень интеграции численного моделирования в общий технологический процесс создания малоэмиссионной камеры сгорания во многом предопределяет успешное решение поставленной задачи, - подчеркнул А. Иноземцев. - Поэтому очень важно умело настроить и использовать математические инструменты моделирования физических процессов в камере сгорания и газотурбинной установки в целом. Это является общемировой тенденцией развития газотурбинных технологий.

 

Изменение поля концентрации при увеличении α

В докладах, прозвучавших на НТС, были изложены основные итоги работ по внедрению методов численного моделирования, расширению номенклатуры решаемых задач и углублению численных исследований на примере последних разработок, проводившихся в отделе камер сгорания. Большое внимание было уделено проблеме повышения эффективности и качества (достоверности) расчетных работ.

Учитывая ключевую роль численных исследований при отработке технологий малоэмиссионного горения, научно-технический совет принял решение, в котором, в частности, приведены следующие рекомендации:

  1. Организовать в отделе камер сгорания дополнительные специализированные рабочие места, оборудованные соответствующей вычислительной техникой, в т.ч. кластерами.
  2. Повысить эффективность верификации моделей за счет их двойной настройки: первая настройка - по широко известным фундаментальным исследованиям и имеющимся экспериментальным данным, вторая - на конкретную конструкцию камеры сгорания или ее элементов в процессе экспериментальных исследований.
  3. При проведении экспериментальных работ шире использовать прогрессивные методы исследований внутрикамерных процессов (оптических методов измерения полей и концентрации сажи, визуализации процесса горения, исследование процессов смесеобразования и горения лазерной техникой).
  4. Организовать механо-сборочный участок по доработке и подготовке материальной части к лабораторным испытаниям камер сгорания (для повышения оперативности работ).
  5. Организовать учебу новой группы сотрудников ОАО «Авиадвигатель» работе в пакетах ICEM CFD HEXA и CFX-TASCflow.
  6. Организовать первичную подготовку специалистов по численному моделированию процессов в камере сгорания из числа студентов кафедры «Авиационные двигатели и энергетические установки» Пермского государственного технического университета.
  7. Более активно использовать опыт и научный потенциал ведущих организаций и отдельных специалистов.

Алексей САЖЕНКОВ,
ученый секретарь научно-технического совета ОАО «Авиадвигатель», к.т.н.