Беспламенное горение и его потенциал для газовых турбин

С момента открытия режим беспламенного горения (FC) рассматривается как перспективный альтернативный метод сжигания для снижения выбросов загрязняющих веществ газотурбинными двигателями. Для этого режима горения часто характерны хорошо распределенные зоны реакции, что потенциально позволяет уменьшить температурные градиенты и акустические колебания и, следовательно, выбросы NOx. Однако применение FC в газовых турбинах пока не стало реальностью из-за присущих этому процессу трудностей достижения данного режима при одновременном выполнении всех требований к двигателю. В последние годы исследования FC были сосредоточены на изучении фундаментальных основ этого режима горения, его границ, вычислительного моделирования и попыток разработки конструкции камер сгорания. В статье рассматривается достигнутый на данный момент прогресс, обсуждаются различные определения режима FC и обозначаются направления дальнейших исследований. Обзор показывает, что моделирование режима FC пока не позволяет прогнозировать образование промежуточных химических соединений и выбросы загрязняющих веществ. Комплексные экспериментальные базы данных для условий, характерных для камер сгорания газовых турбин, отсутствуют; кроме того, многие современные эксперименты не обязательно соответствуют режиму FC. Анализ последних достижений в области вычислительного моделирования позволяет выделить наиболее перспективные подходы к прогнозированию зон реакции и выбросов загрязняющих веществ при FC. Уроки, извлеченные из предыдущих попыток проектирования, дают ценную информацию для создания успешного газотурбинного двигателя, работающего в режиме FC. В заключение обзора приведены примеры использования архитектуры газовых турбин для расширения возможностей применения FC в газотурбинных установках.