【摘要】：隨著燃氣輪機的廣泛應用,世界各國對燃氣輪機污染排放的限制越發(fā)嚴格,如何同時實現(xiàn)更好的燃機性能和更低的污染物排放水平已經(jīng)成為當前研究的重點內(nèi)容。雙環(huán)預混旋流(TAPS)燃燒室采用預混和分級燃燒的方法,具有燃油霧化效果好,燃燒效率高,穩(wěn)定工作范圍寬和污染物排放低等優(yōu)點,應用前景十分廣闊。本文基于雙環(huán)預混旋流燃燒設計技術,對某環(huán)形燃氣輪機燃燒室進行了設計改進,參照經(jīng)驗公式設計TAPS燃燒室頭部三級旋流器,采用數(shù)值模擬方法對旋流器結構進行了改進和優(yōu)化設計,并在四種進口工況下探究該燃燒室的燃燒性能。本文的主要工作內(nèi)容為:(1)在設計工況下,使用值班級單級噴油的方式,探究值班級軸向兩級旋流器的旋向、葉片安裝角、值班級噴嘴位置對TAPS燃燒室燃燒性能的影響。研究結果顯示,當?shù)谝�、三級旋流器同�?第二級旋流器反向,葉片安裝角分別為30°和45°,值班級噴嘴位于文氏管入口時TAPS燃燒室的燃燒性能最好。(2)在設計工況下,使用分級噴油的方式,探究主燃級供油比例和葉片安裝角對TAPS燃燒室燃燒性能的影響。結果表明,主燃級供油比例越高,燃燒室出口溫度分布越均勻,燃燒效率越高,NO_x排放越低,當主燃級供油比例為90%,葉片安裝角為45°時TAPS燃燒室的燃燒性能最好。(3)在TAPS燃燒室頭部不變的情況下,工況從100%推力下降到7%推力時,燃燒室的燃燒方式由主燃級供油90%,值班級供油10%的分級供油方式轉變?yōu)閮H值班級供油的方式,燃燒室出口的平均溫度下降,燃燒效率維持在99%左右,NO_x排放維持在較低的水平。
【圖文】：

和意義業(yè)的飛速發(fā)展及地面燃氣輪機的廣泛應用，燃氣輪機因為燃氣輪機的排放具有污染嚴重和局部排放量大的所以世界各國均著手制定詳細的污染物排放標準。20布了航空發(fā)動機污染物排放的相關標準，1981 年國委員會(CAEP)頒布了第一部排放標準 CAEP/1 后，結定了一系列的排放標準，現(xiàn)行標準 CAEP/8 于 2010 額定推力 89kNooF > 的亞聲速航空發(fā)動機起降循環(huán)(lan于在飛機飛行高度處 NOx的排放對臭氧層破壞嚴重，格，對我國的低污染燃燒室的研制和發(fā)展提出了新的樣執(zhí)行了更加嚴格的污染物排放標準[6]。在歐洲，，機排放來收取著陸費的趨勢。140160Foo>89 kN ICAO emission standard

燒室進口空氣壓力、溫度、主燃區(qū)當量比、液、液體燃料貧油預混預蒸發(fā)燃燒中的混合率和燃氣輪機總效率，燃氣輪機的總壓比變得越來高，使得壓力對 NOx的生成的影響變得不能忽時壓力比會抑制 NOx生成，高當量比時反而認為 NOx的生成與壓力的關系為：nxNO ∝P燒室的類型有關。溫度通過改變?nèi)紵齾^(qū)域的溫度來影響 NOx的生生成量會呈指數(shù)關系增加，在當量比不變的情量越大。圖 1.2 為 Rink 和 Lefebvre 試驗得出圖[10]。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK472

【參考文獻】

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1 張青;安梓琪;閆國華;周利敏;;飛機氮氧化物排放指數(shù)計算方法研究[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2015年05期

2 李鋒;郭瑞卿;高賢智;呂富國;王云雷;尚守堂;;基于分層和分級燃燒機理的低污染燃燒室設計和排放性能預估[J];航空動力學報;2014年12期

3 張弛;林宇震;徐華勝;許全宏;;民用航空發(fā)動機低排放燃燒室技術發(fā)展現(xiàn)狀及水平[J];航空學報;2014年02期

4 鄧遠灝;顏應文;朱嘉偉;李詩;徐華勝;張靖周;;LPP低污染燃燒室兩相噴霧燃燒數(shù)值研究[J];推進技術;2013年03期

5 徐榕;趙堅行;劉勇;顏應文;王鎖芳;;TAPS/MLDI低污染燃燒室油霧特性[J];航空動力學報;2012年11期

6 李鋒;程明;尚守堂;劉殿春;張珊珊;宋博;;雙環(huán)預混旋流與單、雙環(huán)腔燃燒室性能對比[J];航空動力學報;2012年08期

7 程明;尚守堂;劉殿春;高家春;郭瑞卿;張珊珊;李鋒;;燃油分級比例對TAPS燃燒室性能的影響[J];航空發(fā)動機;2012年04期

8 劉靜;肇俊武;;國外民用航空發(fā)動機低污染燃燒室的發(fā)展[J];航空發(fā)動機;2012年04期

9 徐華勝;鄧遠灝;馬存祥;;民用航空發(fā)動機低排放燃燒室技術[J];航空科學技術;2012年04期

10 劉富強;楊金虎;劉存喜;穆勇;徐綱;朱俊強;;燃油分級多點噴射低污染燃燒室的化學反應網(wǎng)絡模型分析[J];工程熱物理學報;2012年03期

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1 尚守堂;程明;張軍峰;李鋒;馬宏宇;;低排放長壽命燃燒室關鍵技術分析[A];大型飛機關鍵技術高層論壇暨中國航空學會2007年學術年會論文集[C];2007年

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1 張智博;燃氣輪機燃燒室增容技術研究[D];哈爾濱工程大學;2014年

2 曾青華;貧直噴燃燒室理論與實驗研究[D];中國科學院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

3 李雅軍;環(huán)管型燃燒室點火及熄火特性研究[D];哈爾濱工程大學;2013年

4 黃生洪;火箭基組合動力循環(huán)（RBCC）引射模態(tài)燃燒流動研究[D];西北工業(yè)大學;2002年

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1 姜雪;低工況高效燃燒流場組織技術研究[D];哈爾濱工程大學;2015年

2 卞朋交;帶有徑向旋流器的火焰筒配氣設計方法研究[D];哈爾濱工程大學;2015年

3 張晨曦;三旋流燃燒室頭部方案設計與燃燒流場數(shù)值模擬[D];哈爾濱工程大學;2013年

4 齊海帆;燃燒室頭部設計對燃燒室性能影響研究[D];南京航空航天大學;2012年

5 吳振宇;帶有三級旋流器燃燒室的數(shù)值研究[D];沈陽航空航天大學;2011年

本文編號：2693616