本文關(guān)鍵詞：多孔介質(zhì)對大體積力場中預(yù)混燃燒穩(wěn)定性的影響

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【摘要】：近年來,航天科技的發(fā)展日新月異,在大體積力場中的燃燒問題受到越來越多的關(guān)注。在以往的研究中發(fā)現(xiàn),航天發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)空中熄火等問題,而在地面模擬實(shí)驗(yàn)中則不存在這樣的問題。有關(guān)學(xué)者經(jīng)過大量研究得出其原因在于大體積力作用使得發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒穩(wěn)定性下降,導(dǎo)致熄火。多孔介質(zhì)作為一種新型材料,以其有效減少污染物排放、提高燃燒效率和燃燒穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于燃燒領(lǐng)域,那么在燃燒室中加入多孔介質(zhì)是否能夠有效改善由大體積力導(dǎo)致的燃燒不穩(wěn)定問題呢?針對這一問題,筆者通過數(shù)值模擬的方法,對多孔介質(zhì)對大體積力場中預(yù)混火焰穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了研究討論,希望能夠?yàn)榻鉀Q實(shí)際問題提供一些參考。首先建立二維軸對稱模型,則單向體積力均勻分布在整個(gè)燃燒室內(nèi)部,保持體積力不發(fā)生變化,通過觀察加入多孔介質(zhì)之后燃燒室內(nèi)流場、溫度場以及火焰的脫火、回火極限的變化規(guī)律和可燃流速極限、燃燒反應(yīng)速率、火焰面的形狀等隨體積力的變化規(guī)律,分析均勻體積力場中多孔介質(zhì)對燃燒火焰特性的影響。結(jié)果表明:多孔介質(zhì)可以提高燃燒反應(yīng)速率,減小燃燒反應(yīng)速率最大值隨體積力變化的幅度,提高預(yù)混火焰的穩(wěn)定性,但單向體積力的大小和方向不同時(shí),多孔介質(zhì)對火焰穩(wěn)定性的影響也不同。然后,建立三維幾何模型,通過改變射流方向從而改變射流角度,進(jìn)而改變體積力的大小和方向,觀察加入多孔介質(zhì)之后不同射流角度下燃燒室的溫度分布、火焰熄火極限等參數(shù)的變化規(guī)律,研究多孔介質(zhì)對不同射流角度下預(yù)混燃燒穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明:射流角度為0時(shí)最有利于大體積力場中火焰的穩(wěn)定燃燒。多孔介質(zhì)的加入可以提高火焰燃燒穩(wěn)定性,但是對不同射流角度下火焰穩(wěn)定性的影響程度不同。
【關(guān)鍵詞】：多孔介質(zhì) 體積力 預(yù)混燃燒 火焰穩(wěn)定性 FLUENT 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V430;TK16
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本文編號：1046903