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用于发电和航空发动机的燃气轮机

经过阿卜杜拉国王科技大学(KAURY)|2018年7月12日

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如果士兵们的步伐与桥的固有振动频率相匹配,那么桥就会倒塌。燃烧工程师在设计用于发电和航空发动机的燃气轮机时也必须考虑到类似的影响。

正如士兵的脚会导致桥摇摆到达到破坏点,如果由火焰加上与燃烧室的声学产生的热量和压力波动,则燃气轮机可能被损坏,甚至爆炸。在较小的程度上,这种热声不稳定地妨碍了有效的燃烧,增加了噪音和污染排放。

预测和防止热声稳定性对于燃气轮机设计仍然具有挑战性。为了改善所用的模型,来自KAURY的清洁燃烧研究中心和同事的Deanna Lacoste测量了升高压力气体的稳定性。

Francesco di Sabatino(PH.D)表示,调查火焰对声学强制的响应,使用称为火焰传递函数(FTF)的参数。学生在Lacoste的团队。FTF源自火焰对声波的响应的实验测量。但这些实验通常在大气压下运行,而实际燃气轮机达到最多30巴的压力。

Lacoste,Di Sabatino及其同事系统地研究了压力对甲烷和丙烷气体火焰的影响。“我们的实验表明FTF在大气压下与FTF的压力不同,”Di Sabatino说。对于甲烷和丙烷气体火焰,当扬声器产生176 Hz的声学扰动时,压力具有特别强烈的效果。

Di Sabatino说,新的数据将有助于新型燃气涡轮机的设计。他表示:“对于工程师来说,让ftf的压力更接近燃气轮机的运行压力,这将非常有用。”他补充说:“我们研究的下一步是建立一个新的实验装置,以达到20巴的压力,更接近真实燃气涡轮机的压力。”


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