【摘要】：防火試驗(yàn)是目前檢驗(yàn)發(fā)動機(jī)部件防火及耐火性的主要方法,但目前還沒有統(tǒng)一的航空發(fā)動機(jī)部件防火試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和通用的試驗(yàn)條件,而現(xiàn)有的研究中已經(jīng)明確指出試驗(yàn)室的環(huán)境會直接影響試驗(yàn)結(jié)果,為確定外部環(huán)境因素對防火試驗(yàn)的影響程度以及影響規(guī)律,本文通過仿真的手段,研究了試驗(yàn)件尺寸、環(huán)境溫度、外部氣流速度和外部氣流沖擊角度對試驗(yàn)件燒蝕的影響分析,并確定了其影響規(guī)律,為今后的防火試驗(yàn)環(huán)境條件的界定提供一定的參考。首先,對NexGen燃燒器及其仿真模型進(jìn)行了介紹,為了提高計(jì)算效率,建立簡化模型,采用火焰面方法和適用于火焰沖擊平板的湍流、燃燒等數(shù)值計(jì)算模型,進(jìn)行燃燒火焰仿真,通過近壁面Y+驗(yàn)證、網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證確定了網(wǎng)格的有效性,并通過比較兩個(gè)計(jì)算模型在火焰的速度場、溫度場和熱流密度場的分布,以及比較仿真結(jié)果與辛辛那提大學(xué)的試驗(yàn)值,驗(yàn)證了簡化模型仿真火焰的有效性。其次,研究了試驗(yàn)件尺寸對試驗(yàn)件燒蝕的影響分析。通過分別對厚度為1/4英寸的12英寸、18英寸和24英寸三種大小的試驗(yàn)件,在沒有外部氣流沖擊的條件下進(jìn)行仿真研究,探究了試驗(yàn)件尺寸對表面換熱、表面溫度分布、以及試驗(yàn)件燒灼特性的影響,研究表明,隨著試驗(yàn)件尺寸的增大,試驗(yàn)件的熔化速率逐漸降低,24英寸試驗(yàn)件最易燒穿。然后,探究了外部氣流環(huán)境對試驗(yàn)件燒蝕的影響分析,外部氣流的主要影響因素為環(huán)境溫度,氣流速度大小,以及氣流沖擊的方向。在280K、290 K、300 K和310K四種環(huán)境溫度進(jìn)行無外部氣流的仿真計(jì)算,發(fā)現(xiàn)無外部氣流沖擊下,環(huán)境溫度對試驗(yàn)件燒蝕影響較小;在常溫環(huán)境下,采用不同的正向氣流速度沖擊試驗(yàn)件的背部,研究發(fā)現(xiàn),隨著環(huán)境速度的增大,熔化速率逐漸減小,試驗(yàn)件燒穿時(shí)間逐漸增加;通過在不同的溫度環(huán)境與不同的氣流沖擊速度的條件下進(jìn)行仿真,發(fā)現(xiàn)低溫的高速氣流沖擊的環(huán)境中,試驗(yàn)件無法燒穿;最后探究了側(cè)向氣流沖擊對試驗(yàn)件燒蝕的影響,分別對小尺寸和大尺寸試驗(yàn)件在不同速度的側(cè)向氣流的條件下進(jìn)行仿真,發(fā)現(xiàn)側(cè)向氣流對小尺寸試驗(yàn)件的燒蝕影響較大。
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V263.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2792428