【摘要】：廣泛存在于內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的積碳問(wèn)題同樣是困擾航空發(fā)動(dòng)機(jī)的“心病”,在一些特殊的運(yùn)行工況下,發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)不可避免地會(huì)出現(xiàn)富油區(qū),這其中由于碳?xì)淙剂喜煌耆紵a(chǎn)生的碳煙顆粒是造成積碳問(wèn)題的主要原因�，F(xiàn)有的除焦手段都或多或少地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不利影響,無(wú)法從根本上解決積碳問(wèn)題,因此探索出一種既不影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能,又能對(duì)積碳實(shí)施在線清除的方法就顯得非常重要。靜電場(chǎng)不僅能夠?qū)щ娢矬w產(chǎn)生力的作用,還可以通過(guò)場(chǎng)致荷電的方式使原本呈電中性的物體帶上一定量的電荷。正因如此,通過(guò)在發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴附近引入靜電場(chǎng)的方式使碳煙顆粒定向地原理噴嘴等關(guān)鍵部位在理論上具有一定的可行性。靜電除焦技術(shù)也有望成為最有效的除焦手段,具有很大的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。然而目前對(duì)于利用靜電場(chǎng)清除積碳的研究仍處于起步階段,為此本課題將從以下幾方面對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行初期探索。本文首先選取碳煙中的主要成分無(wú)定形碳顆粒作為實(shí)驗(yàn)材料,搭建顆粒物荷電特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)無(wú)定形碳顆粒的荷電特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,分析電場(chǎng)參數(shù)以及流場(chǎng)參數(shù)對(duì)于碳顆粒荷電的影響,其中電場(chǎng)參數(shù)包括運(yùn)行電壓和電場(chǎng)不均勻度,流場(chǎng)參數(shù)包括溫度和顆粒濃度,此外對(duì)不同工況下電暈電場(chǎng)的放電特性進(jìn)行分析,從放電的角度分析各環(huán)境參數(shù)對(duì)顆粒荷電的影響規(guī)律,給出合理的解釋。其次,在顆粒荷電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造,建立荷電顆粒輸運(yùn)可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),借助PIV系統(tǒng)對(duì)荷電與非荷電顆粒群在輸運(yùn)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行研究。在保證載氣流速、顆粒濃度以及溫度一定的情況下,通過(guò)調(diào)整荷電裝置的運(yùn)行電壓來(lái)改變顆粒群的平均荷電量,對(duì)不同荷電情況下的顆粒群的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析。最后,選取合適的電場(chǎng)控制方程以及顆粒荷電數(shù)學(xué)模型,對(duì)無(wú)定形碳顆粒在電場(chǎng)中的荷電過(guò)程進(jìn)行模擬,基于先前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)連續(xù)相、離散相的介電性質(zhì)進(jìn)行修正,分析不同運(yùn)行電壓、載氣流速、粒徑條件下無(wú)定形碳顆粒在電場(chǎng)中的荷電量隨位置的變化過(guò)程。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：V231.2
【圖文】：

圖 1-1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)積碳故障碳類(lèi)故障的成因較為復(fù)雜，但根據(jù)現(xiàn)有的研究，可大由于噴嘴處高溫燃油的氧化結(jié)焦。一般情況下，氧化氏度，當(dāng)溫度超過(guò) 500 攝氏度時(shí)，由于溶解于燃油內(nèi)所占的比重大幅度降低（此時(shí)已裂解結(jié)焦為主），發(fā)嘴噴出的燃油極易受到高溫燃燒室的輻射而被加熱至噴油過(guò)程的不斷進(jìn)行，不斷地有焦體顆粒生成并附著，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)䦟?dǎo)致噴嘴堵塞，此外，在一些特殊的噴油或噴油滯后的現(xiàn)象，此時(shí)噴嘴內(nèi)外表面會(huì)出現(xiàn)殘的工作而被加熱至較高的溫度，殘留的油滴滴落在炙焦反應(yīng)造成積碳類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生；其二，是由于氣態(tài)燃結(jié)焦，不同于燃料的裂解，氣體在固體壁面上的碳沉積時(shí)氣態(tài)燃油及其裂解生成的小分子氣態(tài)產(chǎn)物同過(guò)不斷墨類(lèi)產(chǎn)物，高溫時(shí)這些氣相反應(yīng)物會(huì)通過(guò)預(yù)反應(yīng)先生后通過(guò)不斷地表面團(tuán)聚生成低密度的多孔介質(zhì)，并遵

圖 1-2 噴嘴積碳問(wèn)題危害非常嚴(yán)重，使得噴嘴的氣孔被堵，致使噴嘴噴出的燃油霧化質(zhì)量差，改變的惡化，燃燒不均勻、火焰燃燒不穩(wěn)定火停車(chē)或冒煙，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致飛機(jī)碳問(wèn)題的常規(guī)防治手段積碳問(wèn)題的處理與防治方法依據(jù)其原理返廠維修法便是屬于物理除焦的范疇，是返廠維修發(fā)成本較高且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而事故，此外，氣液吹除法亦屬于物理除而無(wú)法有效地根除結(jié)焦積碳問(wèn)題，。比較典型的有表面材料改性法和燃料添材質(zhì)反應(yīng)器表面對(duì)結(jié)焦的影響敏感程度

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8 萬(wàn)W毞

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