超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)具有比沖大、速度快等優(yōu)點(diǎn),時(shí)大氣層內(nèi)部高超聲速飛行器的最佳動(dòng)力裝置,超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的最關(guān)鍵部件是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,在短的工作距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)航空煤油的摻混、點(diǎn)火、穩(wěn)燃等過程是燃燒室燃燒所亟需解決的關(guān)鍵問題。另一方面,發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室壁面存在巨大的熱防護(hù)壓力,解決燃燒室壁面熱防護(hù)問題實(shí)現(xiàn)燃燒室長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作也是一個(gè)難點(diǎn)。為此,本文中進(jìn)行了不同支板/壁面分配對(duì)超聲速燃燒室燃燒性能的研究工作,主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)地面實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行了燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)需要進(jìn)行的噴油工況對(duì)燃燒室尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì),確定燃燒室總擴(kuò)張比及各段長(zhǎng)度,同時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)地面直連式試驗(yàn)臺(tái)相關(guān)部件及工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,為以后幾章內(nèi)容做好鋪墊。對(duì)支板/壁面組合噴油方式進(jìn)行了三維仿真研究,對(duì)比了不同工況下燃料的摻混及燃燒特性。通過對(duì)冷流摻混的計(jì)算,發(fā)現(xiàn)采用組合噴油的方式在噴注開始時(shí)質(zhì)量就得到了分散,更加有利于摻混即摻混效率較高。不同支板/壁面燃油配比會(huì)對(duì)燃燒室性能產(chǎn)生較大影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)支板/壁面燃油均勻分配的時(shí)候燃燒室具有最優(yōu)性能。壁面噴油位置處左右壁面氧氣含量豐富,左右壁面噴油比上下壁面噴油燃燒性能更優(yōu)。通過對(duì)比,發(fā)現(xiàn)支板/壁面...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 本文研究背景
    1.2 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與冷卻之間的耦合關(guān)系
        1.2.1 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中壁面熱流高冷卻困難
        1.2.2 燃燒組織方式對(duì)燃燒室壁面熱流影響
        1.2.3 為保證燃燒效率冷卻用燃料應(yīng)盡可能完全燃燒
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒組織方式研究
        1.3.2 超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)壁面熱防護(hù)方式研究
    1.4 支板/壁面組合噴油燃燒組織方式提出
    1.5 本文主要工作
第2章 地面試驗(yàn)系統(tǒng)及數(shù)值模擬方法介紹
    2.1 引言
    2.2 地面直連式試驗(yàn)臺(tái)介紹
        2.2.1 直連式試驗(yàn)臺(tái)總體介紹
        2.2.2 直連式試驗(yàn)臺(tái)加熱器介紹
        2.2.3 直連式試驗(yàn)臺(tái)供油系統(tǒng)介紹
    2.3 燃燒室試驗(yàn)段介紹
        2.3.1 燃燒室試驗(yàn)段尺寸確定設(shè)計(jì)原則
        2.3.2 燃燒室試驗(yàn)段構(gòu)型介紹
        2.3.3 中心支板及壁面噴油法蘭設(shè)計(jì)
    2.4 數(shù)值模擬方法及網(wǎng)格生成
        2.4.1 物理模型
        2.4.2 數(shù)值模擬模型
        2.4.3 網(wǎng)格生成方法
        2.4.4 數(shù)值模擬方法
        2.4.5 收斂策略
        2.4.6 數(shù)值計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證
    2.5 本章小結(jié)
第3章 組合噴射燃燒室燃燒特性數(shù)值研究
    3.1 引言
    3.2 不同支板/壁面噴油比例對(duì)燃料摻混影響特性
        3.2.1 模擬工況介紹
        3.2.2 摻混評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)以及總壓損失的定義
        3.2.3 支板/壁面組合噴油冷態(tài)摻混結(jié)果分析
        3.2.4 支板/壁面組合噴油冷態(tài)摻混結(jié)果總結(jié)
    3.3 不同支板/壁面噴油比例超聲速燃燒特性仿真研究
        3.3.1 不同燃油配比燃燒室壓力變化關(guān)系
        3.3.2 中心支板火焰擴(kuò)散與壁面燃油燃燒過程分析
        3.3.3 不同支板/壁面燃油分配燃燒室性能評(píng)價(jià)
    3.4 不同壁面噴油位置對(duì)燃燒特性的影響
        3.4.1 不同壁面噴油位置對(duì)壁面燃燒過程影響
        3.4.2 不同壁面噴油位置燃燒室性能評(píng)價(jià)
    3.5 支板/壁面與支板/凹腔燃燒組織方式燃燒室性能對(duì)比
    3.6 本章小結(jié)
第4章 燃油分配對(duì)燃燒性能影響的試驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)時(shí)序與實(shí)驗(yàn)過程介紹
    4.3 燃油分配對(duì)燃燒室隔離段穩(wěn)定裕度影響特性研究
        4.3.1 燃燒室穩(wěn)定裕度定義
        4.3.2 單支板噴油燃燒室穩(wěn)定裕度探究
        4.3.3 支板/壁面組合噴油對(duì)提高燃燒室穩(wěn)定裕度作用
        4.3.4 不同燃油分配對(duì)燃燒室穩(wěn)定裕度影響
    4.4 支板/壁面組合噴油燃燒室性能評(píng)估
        4.4.1 燃燒室性能評(píng)價(jià)指標(biāo)定義
        4.4.2 單支板噴油燃燒室性能評(píng)估
        4.4.3 支板/壁面組合噴油燃燒室性能評(píng)估
    4.5 不同壁面噴油位置燃燒特性分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 組合噴油方式對(duì)燃燒室壁面熱流影響
    5.1 引言
    5.2 被動(dòng)冷卻燃燒室壁面熱流評(píng)估
        5.2.1 數(shù)學(xué)問題描述及建模簡(jiǎn)介
        5.2.2 不同燃燒組織方式下壁面熱流結(jié)果對(duì)比
    5.3 主動(dòng)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)壁面熱流評(píng)估
        5.3.1 主動(dòng)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)
        5.3.2 主動(dòng)冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)壁面熱流計(jì)算方法
        5.3.3 冷卻劑煤油熱平衡終值溫度預(yù)測(cè)
        5.3.4 不同燃燒組織方式熱流密度評(píng)估
    5.4 支板/壁面組合噴油燃燒室總體性能評(píng)價(jià)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3862798