本文關(guān)鍵詞：帶開縫旋流器燃燒室流場結(jié)構(gòu)和火焰穩(wěn)定的數(shù)值模擬研究

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【摘要】：維持燃燒室內(nèi)火焰的穩(wěn)定是保障燃燒室正常工作的基本條件。如果燃料在著火后,不能穩(wěn)定燃燒,則會出現(xiàn)吹熄,回火等問題。旋流是穩(wěn)定火焰最有效的方式之一,而旋流器是旋流產(chǎn)生的來源,空氣通過旋流器產(chǎn)生回流區(qū),燃料在回流區(qū)中得到充分混合并穩(wěn)定高效的燃燒。本文的主要研究對象是一種新型旋流器——開縫旋流器,與傳統(tǒng)的軸向葉片式旋流器相比,在結(jié)構(gòu)上主要是多了噴油嘴四周的六個縫隙,而縫隙在燃燒室中扮演著改善回流區(qū)并且強化燃燒的作用。通過使用Fluent仿真軟件,對帶不同葉片安裝角的開縫旋流器和傳統(tǒng)旋流器的燃燒室內(nèi)冷熱態(tài)進行數(shù)值模擬,對比分析了旋流器在開縫前后的速度場和溫度場。同時對于開縫旋流器,模擬了縫隙大小和縫隙位置對流動和燃燒帶來的影響。通過仿真,本文得到了以下結(jié)論:(1)對于低旋流流動和高旋流流動,開縫后回流區(qū)縮短,且回流區(qū)降速明顯,縫隙出口前端位置湍流強度增強,主燃區(qū)同一位置處溫度升高;(2)對于低旋流流動來說,開縫后,旋流器出口位置溫度較低且分布均勻,對于安裝角為45°和60°旋流器也是如此。對于安裝角為40°,50°,55°旋流器而言,縫隙出口前端有明顯的高溫區(qū),這即是分析中的“點火源”。(3)回流區(qū)長度不隨縫隙位置的變化而變化;當(dāng)縫隙在中間位置時,主燃區(qū)溫度比其它位置高,但壁面附近溫度分布與縫隙位置無關(guān);縫隙越大,回流區(qū)長度越小,縫隙較小時,高溫區(qū)集中在旋流器出口沿著壁面位置成對稱分布,縫隙較大時,高溫區(qū)成塊狀分布。
【關(guān)鍵詞】：火焰穩(wěn)定 開縫旋流器 回流區(qū) 燃燒強化
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK16
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 本課題的思路來源10-15
• 1.3 旋流器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-19
• 1.4 燃燒數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀19
• 1.5 本文的研究內(nèi)容及方法19-21
• 2 旋轉(zhuǎn)氣流及旋流器21-29
• 2.1 引言21
• 2.2 旋轉(zhuǎn)射流21-24
• 2.3 旋流器的工作原理24-25
• 2.4 旋流數(shù)的計算25-27
• 2.5 開縫旋流器模型的建立27-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 流動及燃燒數(shù)值模擬29-37
• 3.1 基本方程29-31
• 3.2 湍流流動的數(shù)學(xué)模型31-34
• 3.3 湍流燃燒的數(shù)學(xué)模型34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 4 帶開縫旋流器燃燒室的數(shù)值模擬37-66
• 4.1 燃燒室計算模型的建立37-40
• 4.2 燃燒室流場分析40-56
• 4.3 燃燒室熱態(tài)分析56-64
• 4.4 本章小結(jié)64-66
• 5 開縫旋流器的優(yōu)化設(shè)計66-75
• 5.1 引言66
• 5.2 縫隙位置對燃燒室性能影響66-70
• 5.3 縫隙大小對燃燒室性能影響70-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 6 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75
• 6.2 展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-84
• 附錄1 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及申請的專利84

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