航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型燃?xì)廨啓C(jī)具有研制基礎(chǔ)好、研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)小、設(shè)計(jì)周期短、開(kāi)發(fā)成本低、技術(shù)升級(jí)快等優(yōu)勢(shì),可用于發(fā)電、分布式能源、天然氣輸氣管線、機(jī)械驅(qū)動(dòng)、坦克裝甲車動(dòng)力以及艦船推進(jìn)等軍民用非航空領(lǐng)域,經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展,其產(chǎn)品譜系越來(lái)越完善,應(yīng)用范圍越來(lái)越寬廣。英、美、俄羅斯等西方發(fā)達(dá)國(guó)家憑借其雄厚的航空發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)在航改燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先,并且其代表機(jī)型市場(chǎng)占有率高。我國(guó)的航改燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)少,燃燒技術(shù)發(fā)展起步晚,借鑒國(guó)外成熟航改機(jī)型的技術(shù),在此基礎(chǔ)上進(jìn)行消化、吸收和再改進(jìn),成為相對(duì)快速、經(jīng)濟(jì)地發(fā)展新型發(fā)動(dòng)機(jī)的有效途徑。然而,目前國(guó)內(nèi)和國(guó)外在用的相當(dāng)數(shù)量的航改燃?xì)廨啓C(jī)的母型機(jī)都是上世紀(jì)六七十年代的產(chǎn)品,燃燒室燃燒技術(shù)滯后,存在改進(jìn)和提升的空間。本文針對(duì)以上問(wèn)題,對(duì)航改燃?xì)廨啓C(jī)中應(yīng)用較多的旋流杯環(huán)形燃燒室頭部結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行研究,為旋流杯燃燒室頭部?jī)?yōu)化及性能改善提供參考。本文首先采用理論分析與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對(duì)某型航改燃機(jī)燃燒室中燃?xì)鈬娮旌托鞅氖瞎艿慕M合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,并進(jìn)行了單頭部燃燒室性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn);隨后揭示了壁面及周期旋流邊界條件下流場(chǎng)的異同,由此引出旋流噴嘴間的相互作用以及噴嘴間距設(shè)計(jì)的... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：159 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

航改燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用Figure1.1Applicationofaero-derivativegasturbine

第1章緒論5以及大慶油田的某備用電源機(jī)組。另外，這些項(xiàng)目中的航改燃?xì)廨啓C(jī)還可用于電力調(diào)峰，在用電高峰時(shí)段利用儲(chǔ)備的焦?fàn)t煤氣發(fā)電，減少網(wǎng)上電量的使用，甚至向電網(wǎng)送電，實(shí)現(xiàn)能源利用平衡[11]。圖1.2聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)示意圖Figure1.2Sketchofcombinedcirculationsystem1.2.2.2輸氣管線和機(jī)械驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)期以來(lái)，航改燃?xì)廨啓C(jī)作為機(jī)械驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力裝置一直主要用于石油工業(yè)的石油、天然氣的開(kāi)發(fā)和輸送。航改燃機(jī)更以其可靠性高、安裝方便、維修性好及功率范圍適宜在油田的注水注氣采油和油、氣的長(zhǎng)距離管線輸送加壓等方面占主導(dǎo)地位[8]�！笆晃濉逼陂g，中國(guó)石油輸氣管道輸送產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展，相繼建成投產(chǎn)了一系列西氣東輸天然氣管道，燃驅(qū)機(jī)組作為天然氣輸送增壓設(shè)備的動(dòng)力源，其需求也逐年增加，截止到2015年我國(guó)（包括中亞管道）安裝投產(chǎn)的用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)組已經(jīng)達(dá)到近200套，主要包括美國(guó)GE公司研制的LM2500+SAC、英國(guó)羅·羅公司研制的RB211-24G、Solar以及國(guó)產(chǎn)化燃驅(qū)機(jī)組（烏克蘭GT25000），其中GE公司研制的LM2500+SAC型號(hào)航改燃?xì)廨啓C(jī)應(yīng)用超過(guò)一半[12,13]。1.2.2.3大中型艦船動(dòng)力艦船燃?xì)廨啓C(jī)具有尺寸孝重量輕、機(jī)動(dòng)性好、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便和工作可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)代大中型和高性能艦船的主要?jiǎng)恿ρb置。世界上大多數(shù)艦船燃?xì)廨啓C(jī)主要是走航改道路，它是一種最快捷、最經(jīng)濟(jì)的技術(shù)途徑，在燃?xì)廨啓C(jī)作動(dòng)力的艦船中有95%以上使用航改燃機(jī)。國(guó)外航改型艦用燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)較為雄厚的國(guó)家主要有美國(guó)、英國(guó)和俄羅斯

第1章緒論9圖1.3LM2500燃?xì)廨啓C(jī)Figure1.3LM2500gasturbine圖1.4GT25000燃?xì)廨啓C(jī)Figure1.4GT25000gasturbine航改型燃?xì)廨啓C(jī)根據(jù)其使用領(lǐng)域不同，需要燃燒不同種類的燃料，并具備一定的燃料靈活性。改型過(guò)程中，一般需要對(duì)燃料噴嘴進(jìn)行改造或重新設(shè)計(jì)，完成燃料適應(yīng)性轉(zhuǎn)換，而燃燒室整體結(jié)構(gòu)不需要改變。對(duì)于以輕質(zhì)柴油為燃料的在役航改型艦船燃?xì)廨啓C(jī)，其燃燒室沿用了母型機(jī)的傳統(tǒng)燃燒室或早期為降低冒煙設(shè)計(jì)的燃燒室，改型工作主要解決柴油在噴嘴處結(jié)焦、油霧在火焰筒壁上燃燒造成燒蝕以及冒煙過(guò)高等問(wèn)題，但是NOx排放過(guò)高的問(wèn)題依然存在[17-20]。燃燒室所采用的燃燒技術(shù)與燃燒室結(jié)構(gòu)為環(huán)管型或環(huán)型結(jié)構(gòu)存在一定的關(guān)聯(lián)。例如，對(duì)于ГТД25000和GT25000的環(huán)管型燃燒室，其采用了早期渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒技術(shù)，燃燒室頭部使用單級(jí)旋流器和霧化較差的燃油噴嘴，火焰筒上開(kāi)設(shè)有主燃孔和摻混孔。在燃燒過(guò)程中，燃油霧化不完全、顆粒較大，冒煙指數(shù)高、熱輻射強(qiáng)、NOx排放水平高且燃燒效率低，燃燒技術(shù)較為落后。而對(duì)于在具有代表性的LM2500序列機(jī)型中應(yīng)用的環(huán)型燃燒室，則采用了改進(jìn)的燃燒技術(shù)，燃燒室頭部使用壓力霧化或氣動(dòng)霧化燃油噴嘴以及帶文丘里管和套筒結(jié)構(gòu)的“雙級(jí)旋流杯”（SwirlCup）[21]，燃油噴嘴的霧化性能良好，同時(shí)借助文丘里管預(yù)膜和雙旋流產(chǎn)生的強(qiáng)剪切作用，強(qiáng)化了燃油在燃燒室頭部的霧化、

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]環(huán)形燃燒室周向點(diǎn)火機(jī)理基礎(chǔ)研究進(jìn)展[J]. 王高峰,夏一帆,葉沉然,胡科琪,令狐昌鴻.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2019(01)
[9]旋流器出口結(jié)構(gòu)對(duì)旋流火焰的影響研究[J]. 俞森彬,劉瀟,鄭洪濤.  推進(jìn)技術(shù). 2019(06)
[10]斜噴環(huán)流環(huán)形燃燒室點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)研究[J]. 葉沉然,王高峰,馬承飚,方元祺,鐘亮,令狐昌鴻,夏一帆.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2018(11)

博士論文
[1]環(huán)形旋流燃燒室點(diǎn)火過(guò)程的數(shù)值研究[D]. 趙冬梅.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室點(diǎn)火問(wèn)題的數(shù)值計(jì)算方法研究[D]. 夏一帆.浙江大學(xué) 2019
[3]火焰面波動(dòng)激發(fā)漩渦脫落的熱聲振蕩機(jī)理研究[D]. 王昆.中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所) 2016
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[7]雙旋流合成氣非預(yù)混燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 郭培卿.上海交通大學(xué) 2011
[8]雙旋流環(huán)形燃燒室試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D]. 黨新憲.南京航空航天大學(xué) 2009
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碩士論文
[1]某航改燃?xì)廨啓C(jī)前支承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 潘春霖.大連理工大學(xué) 2018
[2]低NOx雙旋流燃?xì)馊紵髁鲃?dòng)及燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 姜磊.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所) 2017



本文編號(hào)：3570229