Камеры сгорания конвертированных авиационных газотурбинных двигателей

297 Для камер сгорания химические и турбулентные процессы ха- рактеризуются целым спектром временных масштабов. Отношение временных масштабов диффузии и химических реакций в КС харак- теризует число Дамкелера d a x t D t        . Оно может изменяться в об- ласти горения и характеризовать КС одним числом Дамкелера не- возможно, поэтому даже в стабильном пламени изменение времен- ных масштабов диффузии может выборочно влиять на различные химические процессы. Моделирование горения заранее перемешанной смеси в отли- чие от диффузионных пламен требует оценки средней скорости реак- ции. С одной стороны, пренебрежение флуктуациями может непра- вильно прогнозировать скорость химической реакции и приводить к существенным ошибкам по прогнозированию температуры, давле- ния и степени перемешанности. С другой стороны, эксперименталь- ные данные по горению гомогенной смеси показывают слабую зави- симость от этих факторов. На основании данного факта Сполдинг создал модель распада турбулентного вихря, в ней средняя скорость реакции пропорциональна скорости распада турбулентного вихря и процесс горения полностью определяется процессом смешения. Ряд авторов доказали непригодность данной модели для моделирования процесса диффузионного горения. В дальнейшем методы расчета процессов горения были усо- вершенствованы, появилась модель тонкого фронта пламени (flamelet). В рамках данной модели турбулентное пламя представляется как ансамбль локальных одномерных элементов пламени, которые искривлены и растянуты турбулентным полем течения. Эти элемен- ты пламени сохраняют свою одномерную структуру. Предположе- ние о локальной структуре пламени упрощают моделирование турбу- лентного горения. В рамках модели тонкого фронта пламени [129,130] процесс го- рения происходит в тонком слое вблизи поверхности при условии, что локально градиент массовой доли восстановленного топлива велик.