發(fā)布時間：2020-10-30 23:46

　　 航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)工作中,從外界大氣進(jìn)入的顆粒以及燃油中的顆粒物在沒有得到充分燃燒后,形成的熔融顆�？赡軙练e在渦輪葉片以及端壁表面,從而增大渦輪內(nèi)流動表面的粗造度,增加氣流分流現(xiàn)象,而且沉積在表面的顆粒也會影響渦輪中冷卻,這樣不僅會影響氣膜冷卻效率,沉積達(dá)到一定規(guī)模后還有對渦輪部件失效或整臺發(fā)動機(jī)的失效。通過仿真模擬計(jì)算在渦輪部件上沉積分布以及沉積厚度,對于渦輪后續(xù)的壽命預(yù)測都有一定的參考價值。本文主要利用Fluent中離散項(xiàng)DPM模擬顆粒入射,并計(jì)算顆粒在渦輪內(nèi)的運(yùn)動。本文在顆粒粘附的基礎(chǔ)上提出了顆粒剝離條件,主要針對粘附在壁面上的顆粒進(jìn)行受力分析,并且通過流動阻力與顆粒和壁面之間的粘性力的力矩大小來判斷顆粒是否發(fā)生滾動剝離。又通過C#編寫合適的網(wǎng)格重構(gòu)過程來模擬非穩(wěn)態(tài)的沉積過程,使得網(wǎng)格調(diào)整的體積等于顆粒沉積的體積,從而準(zhǔn)確的得到顆粒在渦輪壁面的沉積分布以及沉積厚度。本文利用石蠟顆粒沉積實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證顆粒沉積機(jī)理,并對其進(jìn)行了有無剝離條件下仿真模擬,發(fā)現(xiàn)顆粒在平板氣膜孔后兩側(cè)發(fā)生剝離的數(shù)量較多。通過對渦輪內(nèi)部顆粒的沉積的研究,發(fā)現(xiàn)顆粒在渦輪端壁前緣處滯止點(diǎn)沉積量最大,主流溫度的升高會降低顆粒在滯止點(diǎn)的沉積厚度。由于渦輪內(nèi)部通道渦的影響,顆粒在在壓力面?zhèn)鹊某练e多于吸力面的沉積。由于在端壁尾緣處流體的速度較快,顆粒在尾緣處發(fā)生剝離量較大。對于帶有氣膜孔的端壁研究發(fā)現(xiàn),冷流會對阻礙顆粒沉積,但是氣膜之間的位置顆粒沉積量會增多�？傮w來說,本文利用UDF將沉積機(jī)理帶入沉積的計(jì)算過程,并且通過對動網(wǎng)格的調(diào)整,可以更加準(zhǔn)確的得到渦輪表面的沉積現(xiàn)象,方便以后研究沉積現(xiàn)象對渦輪內(nèi)部氣流流動和傳熱的影響。
【學(xué)位單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V235.1
【部分圖文】：

粒動量 Stokes 數(shù)大于 10 時，顆粒容易e[10]二人發(fā)現(xiàn)動量 Stokes 數(shù)遠(yuǎn)小于 0.1 的的影響，而且近壁區(qū)域二次流對顆粒的沉積顆粒在渦輪葉片間的輸運(yùn)過程和機(jī)理，其研4個因素的影響：顆粒自身的慣性，顆粒的湍流擴(kuò)散效應(yīng)，顆粒在近壁面會被卷入湍流和冷壁面間的溫度梯度產(chǎn)生的熱泳力會對對擴(kuò)散現(xiàn)象則會影響0.05-0.1μm顆粒的運(yùn)動軌加速沉積設(shè)備(TADF- Turbine accelerated d擬實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)可以提供和實(shí)際渦輪相近的的方式加速顆粒沉積的過程。通過增加燃驗(yàn)中模擬渦輪10,000小時的沉積情況。

圖 0-2 langston 總結(jié)的端壁流場為sharma和Butler 的發(fā)現(xiàn)，吸力面?zhèn)鹊鸟R蹄渦分支圍著通道渦盤繞面上，二次流帶來的漩渦還把入口邊界層氣流帶向葉片的頂部。

圖 0-2 langston 總結(jié)的端壁流場1-3為sharma和Butler 的發(fā)現(xiàn)，吸力面?zhèn)鹊鸟R蹄渦分支圍著通道渦盤繞而不吸力面上，二次流帶來的漩渦還把入口邊界層氣流帶向葉片的頂部。
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本文編號：2863167