發(fā)布時間：2017-10-01 21:12

  本文關鍵詞：亞燃沖壓發(fā)動機駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)設計及性能研究

  更多相關文章： 駐渦燃燒室 長高比 流場結(jié)構(gòu) 燃燒室性能 后壁面噴射位置

【摘要】：凹腔駐渦燃燒室相比于傳統(tǒng)的旋流燃燒器具有結(jié)構(gòu)簡單、燃燒效率高、燃燒穩(wěn)定等諸多特點,被認為是最具發(fā)展前景的富氫燃料燃燒室。駐渦燃燒室利用凹腔結(jié)構(gòu)和前后壁面射流在駐渦區(qū)構(gòu)造雙渦結(jié)構(gòu),起到點火和穩(wěn)定火焰的作用,副渦可以使主渦免受主流流動的影響,同時也促進駐渦區(qū)與主流區(qū)的物質(zhì)和能量交換。駐渦區(qū)凹腔長度、凹腔前后壁面的高度和以及前后壁面的進氣位置是影響駐渦區(qū)流場結(jié)構(gòu)和燃燒室性能的重要參數(shù)。本文主要針對凹腔長度與前壁面高度之比和后壁面進氣位置展開研究,探究不同長高比和后壁面進氣位置對燃燒室性能的影響及機理,為駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)設計與優(yōu)化提供理論依據(jù)。本文以某型亞燃沖壓發(fā)動機的駐渦燃燒室為研究對象,首先進行了數(shù)值方法的驗證,然后提出了4種不同長高比尺寸方案,并分別進行了冷熱態(tài)的數(shù)值模擬,對比分析了不同長高比燃燒室的性能。在此基礎上,提出6種不同后壁面摻混氣噴射位置方案,并進行熱態(tài)數(shù)值計算。最后對不同工況下不同進氣位置燃燒室進行數(shù)值模擬,研究不同工況下后壁面噴射位置對燃燒室性能影響。研究結(jié)果表明:隨著長高比增大,駐渦區(qū)逐漸形成穩(wěn)定的雙渦結(jié)構(gòu),且旋渦尺度逐漸增大,但長高比增大到一定值后,雙渦結(jié)構(gòu)破碎成多個小尺度旋渦;長高比為1.2時,駐渦區(qū)具有穩(wěn)定的雙渦結(jié)構(gòu),旋渦尺寸較大,能保證更多的流體卷入到駐渦區(qū)的流動中,同時具有較高的總壓恢復系數(shù);燃燒室內(nèi)駐渦區(qū)和主燃區(qū)的溫度最高,燃燒性能好,是4種尺寸方案中的最佳方案。凹腔后壁面摻混氣噴射位置靠近頂端時,射流不能很好地參與駐渦區(qū)內(nèi)的流動,而進氣位置靠近凹腔底端時,后壁面射流對駐渦區(qū)火焰造成沖擊,使駐渦區(qū)內(nèi)溫度降低并且高溫區(qū)面積逐漸變小,最高溫度逐漸降低;進氣位置位于后壁面中間偏上(40%)時,駐渦區(qū)具有較穩(wěn)定的雙渦結(jié)構(gòu),凹腔局部溫度較高,同時具有較高的總壓恢復系數(shù)和較高的燃燒效率,是6種不同后壁面進氣位置方案中的最佳方案。
【關鍵詞】：駐渦燃燒室 長高比 流場結(jié)構(gòu) 燃燒室性能 后壁面噴射位置
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK403
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-11
• 1.2 凹腔駐渦燃燒室的發(fā)展現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 國內(nèi)外文獻簡析16-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第2章 數(shù)值方法與計算模型18-26
• 2.1 軟件介紹18
• 2.2 數(shù)值方法理論18-21
• 2.2.1 控制方程18-19
• 2.2.2 湍流模型19-20
• 2.2.3 燃燒模型20-21
• 2.3 數(shù)值計算模型21-23
• 2.3.1 燃燒室計算模型21-22
• 2.3.2 網(wǎng)格及邊界條件22-23
• 2.4 數(shù)值方法驗證23-25
• 2.4.1 湍流模型驗證23-24
• 2.4.2 網(wǎng)格無關性驗證24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 不同長高比對凹腔駐渦燃燒室性能的影響26-50
• 3.1 引言26-27
• 3.2 不同長高比凹腔方案27
• 3.3 不同長高比凹腔燃燒室冷態(tài)性能對比27-35
• 3.3.1 流場結(jié)構(gòu)27-32
• 3.3.2 總壓恢復系數(shù)32-33
• 3.3.3 燃燒室出口不均勻度33-35
• 3.4 不同長高比凹腔燃燒室熱態(tài)性能對比35-48
• 3.4.1 流場結(jié)構(gòu)35-41
• 3.4.2 總壓恢復系數(shù)41-42
• 3.4.3 總溫42-43
• 3.4.4 燃燒效率43-44
• 3.4.5 燃燒室出口不均勻度44-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第4章 后壁面摻混氣噴射位置對燃燒室性能影響50-70
• 4.1 引言50
• 4.2 不同噴射位置方案50-51
• 4.3 不同噴射位置凹腔燃燒室熱態(tài)性能對比51-62
• 4.3.1 流場結(jié)構(gòu)51-59
• 4.3.2 總壓恢復系數(shù)59
• 4.3.3 總溫59-61
• 4.3.4 燃燒效率61-62
• 4.4 不同工況下噴射位置對燃燒室性能影響62-68
• 4.4.1 流場結(jié)構(gòu)62-65
• 4.4.2 總壓恢復系數(shù)65-66
• 4.4.3 總溫66-67
• 4.4.4 燃燒效率67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻72-77
• 致謝77

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本文編號：955683