提高航空燃氣輪機熱力循環(huán)效率意義重大,以提升做功量為目的渦輪葉間燃燒技術(shù)得到充分的應用與發(fā)展,但在降低壓氣機能耗方面的研究較為少見。本文試圖針對壓氣機葉間噴水冷卻技術(shù)的影響因素進行初步探索研究,以某型航空發(fā)動機壓氣機葉柵尺寸的設(shè)計參數(shù)為參考依據(jù),進行相應簡化,建立簡易圓桶流道三維幾何模型、壓氣機單葉柵流道三維幾何模型。本文在熱力學基本方程的基礎(chǔ)上引進邊界條件求解了液滴蒸發(fā)的解析解,并通過Fluent軟件進行液滴在高溫高速氣流中蒸發(fā)模擬計算。以解析解對比數(shù)值模擬結(jié)果的方式優(yōu)化模擬參數(shù),利用Fluent、Tecplot和Origin等軟件進行結(jié)果處理,分析單向體積力、噴霧參數(shù)、氣流參數(shù)對液滴蒸發(fā)率的影響,對比分析不同工況下的冷卻效率,以期對工程實際做出微小的貢獻。通過對計算結(jié)果的分析我們發(fā)現(xiàn),液滴受熱蒸發(fā)過程中存在一平衡溫度,液滴平衡溫度隨氣流濕度上升增幅明顯,隨氣流溫度變化增幅較小;液滴的蒸發(fā)速率隨著濕度的增加減小較快。粒徑越小的液滴單位體積所對應的蒸發(fā)表面積越大,液滴在氣流中的蒸發(fā)速率隨粒徑減小呈平方增長,初始粒徑越小,液滴蒸發(fā)率越高;初始粒徑10μm時,氣體流速不大于150m/s時能... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

定溫冷卻理想循環(huán)的P-v圖

圖 1.1 定溫冷卻理想循環(huán)的 P-v 圖 圖 1.2 定溫冷卻理想循環(huán)的 T-s 圖優(yōu)化循環(huán)由以下 5 個過程組成：（a）1—2 定熵壓縮過程 （壓氣機）（b）2—3 定壓加熱過程 （燃燒室）（c）3—5 定熵膨脹過程 （透 平）（d）5—1 定溫壓縮過程 （壓氣機）循環(huán) 1-2-3-4-1 為常規(guī)布雷頓理想循環(huán)，1-2-3-5-1 為定熵膨脹到大氣溫度的理想循環(huán)。當高溫氣體在渦輪中膨脹到狀態(tài) 5 時，此時氣體壓力已經(jīng)遠小于大氣壓力，需要加壓后排出。由于軸流式壓氣機中每級氣體溫度和壓力逐級遞增，為了靈活掌控氣體溫度，選擇級間冷卻技術(shù)，在氣體壓力增高的同時保持溫度不變。如圖所示循環(huán)中循環(huán)最高溫度 T3并未變化，但是改進后循環(huán)的做功量明顯增加。因此非常具有研究和應用價值。但壓氣機葉柵流道尺寸較小，氣流速度很快，液滴的蒸發(fā)時間較短；壓氣機動葉片高速旋轉(zhuǎn)，在上萬轉(zhuǎn)每分鐘的高轉(zhuǎn)速下，液滴的軌跡會發(fā)生變化。因此本文的研究將以探究液滴在高速高溫氣體中蒸發(fā)的影響因素以及大體積力對噴水冷卻的影響重點展開。

河北工業(yè)大學碩士學位論文第二章 模型建立及模擬計算方法本文所研究的級間冷卻，是在壓氣機葉柵流道中噴水來冷卻高溫氣體，因此需氣機葉片參數(shù)進行設(shè)計，但壓氣機葉片的設(shè)計不僅復雜，且許多參數(shù)為保密資此，在確定具體參數(shù)尺寸時，進行了相應簡化，且本文暫不考慮葉片的傳熱、冷相關(guān)特性。壓氣機動葉片高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的體積力主要包括離心力和科里奧利力，力的作用十分復雜，特別是科里奧利力，在不同類型的葉輪中，力的作用方向不同。對應研究的深度，本文葉片內(nèi)簡要受力分析如圖 2.1、2.2 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2926778