Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pulse powered turbine engine concept – numerical analysis of influence of different valve timing concepts on thermodynamic performance

Tarnawski P., Ostapski W.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 3

373--382

EN

The present work is an attempt to create the concept of an engine that will combine the benefits of a pulse powered piston engine and continuously powered turbine engine. The paper focuses on the subject of pressure gain combustion (PGC). A turbine engine concept with stationary constant volume combustors, working according the Humphrey cycle, is presented. Its work has to be controlled by valve timing system. Four different valve timing concepts were analyzed. Their influence on thermodynamic performance of engine was evaluated. Different valve constructions were researched by means of 3D numerical computational fluid dynamics (CFD) simulation.

2

Improvements in the turbo-engine by replacement of conventional combustion chamber by a pulse combustion chamber

Łapiński D, Piechna J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2013

|

Vol. LX, nr 4

495--508

EN

This paper comprises description of the turbo engine and evaluation of its analytical model. The analytical model was created to establish a benchmark for further evaluation of a wave rotor combustor (at constant volume). The wave rotor combustor concept was presented and discussed. Advantages of combustion at constant volume were described as well as the basic turbo engine updates required to reflect pulse combustor application. The calculation results for analytical model of a basic engine, and that equipped with pulse combustor are included in this paper. The paper describes the required changes in the engine structure and construction and the estimated thermodynamic improvements. Axial-type pulse multi-chamber combustion unit increasing the pressure and temperature of gases requires a special additional turbine utilizing additional energy and forming the interface between the standard compressor-turbine unit. Performance calculations done for an existing GTD-350 engine showed that constant-volume combustion process is valuable.

PL

W pracy przedstawiono opis silnika turbinowego i jego termodynamicznych modeli analitycznych. Model analityczny został stworzony w celu oceny wpływu pulsacyjnej komory spalania o spalaniu przy stałej objętości na parametry pracy silnika. Przedstawiono i omówiono koncepcje wirnika falowego z pulsacyjnymi komorami spalania. Opisano zalety spalania w stałej objętości, a także omówiono wymagane zmiany w konstrukcji silników turbinowych, konieczne przy wykorzystaniu spalania przy stałej objętości. Porównano modele termodynamiczne silnika w wersji podstawowej i wyposażonej w pulsacyjną komorę spalania. Artykuł opisuje niezbędne zmiany w strukturze silnika oraz jego budowie i szacuje zmiany jego podstawowych parametrów. Osiowy typ wielokomorowego urządzenia które w sposób pulsacyjny zwiększa ciśnienie i temperaturę gazów wymaga specjalnej dodatkowej turbiny. Wykorzystanie dodatkowej energii wymaga ukształtowania współpracy pulsacyjnej komory spalania ze standardowym układem sprężarka-turbina. Obliczenia przeprowadzone dla istniejącego silnika GTD-350 wykazały, ze zastosowanie procesu spalania w stałej objętości podnosi moc i sprawność silnika.

3

Numerical analysis of micro ring-engine fluid dynamics

Piechna J. R.

Archive of Mechanical Engineering

|

2009

|

Vol. LVI, nr 2

173-190

EN

This paper presents an idea and results of 2D and 3D numerical CFD simulations of the proposed ring-engine construction dedicated for air propulsion or generation of electric power. The engine is designed as the simplest construction realizing the idea of pulsating reaction chamber utilizing a constant volume combustion principle. An atypical fuel (hydrogen peroxide) is used in the analyzed construction. The proposed ring-engine has reaction chambers forming a part of a ring periodically filled by cooling air and hydrogen peroxide vapour. The H202 is decomposed in exothermic reaction increasing pressure inside the chamber of constant volume. High pressure gas contents of the reaction chambers are periodically decompressed by jet nozzIes generating torque. The paper contains the description of the ring-engine idea, the schematic engine geometry and a set of data visualizing pressure, velocity, temperature and species distribution inside the engine components being results of numerical simulations.

PL

W pracy przedstawiono wyniki dwu i trójwymiarowej symulacji działania proponowanego silnika pierścieniowego przeznaczonego do napędu statków powietrznych lub wytwarzania energii elektrycznej. Silnik charakteryzuje się najprostszą konstrukcją realizującą ideę spalania przy stałej objętości. Do jego napędu zostało użyte nietypowe paliwo jakim jest nadtlenek wodoru. Proponowany silnik posiada komory reakcyjne rozmieszczone na obwodzie cylindra tworząc system komór okresowo napełnianych przez chłodzące powietrze i pary nadtlenku wodoru. Paliwo to w wysokiej temperaturze ulega rozkładowi któremu towarzyszy generacja ciepła powodując wzrost ciśnienia w komorze reakcyjnej o stałej objętości. Powstające gazy o wysokim ciśnieniu po rozprężeniu wytwarzają moment obrotowy. Praca przedstawia ideę konstrukcji silnika, jego schematyczną geometrię oraz przedstawia wyniki symulacji w postaci rozkładów ciśnień, prędkości, temperatur i rozkładów składników mieszaniny gazów we wnętrzu silnika. Zaproponowano nowy sposób napełniania komory reakcyjnej paliwem skracający kilkakrotnie czas jej przepłukiwania i napełniania. Pokazano przykłady rozkładów parametrów przepływu w kilku fazach pracy silnika uzyskane z obliczeń numerycznych. Oszacowano osiągi mikro-silnika.