本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室點(diǎn)火模擬及特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：主燃燒室點(diǎn)火的可靠性及燃燒的穩(wěn)定性是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性能參數(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)燃燒室的點(diǎn)熄火性能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和工作具有重要意義。本文基于FLUENT商用軟件，對(duì)燃燒室的點(diǎn)火過程及其特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。首先通過帶蒸發(fā)管式火焰穩(wěn)定器的模型燃燒室實(shí)驗(yàn)，綜合校驗(yàn)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果，以此確立合理的點(diǎn)火計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上以單頭部、多頭部環(huán)形燃燒室為研究對(duì)象，進(jìn)行三維兩相穩(wěn)態(tài)燃燒及點(diǎn)火過程的數(shù)值模擬，并針對(duì)燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)分布、燃油濃度分布、溫度分布及燃燒室貧油點(diǎn)熄火性能進(jìn)行了一系列分析研究，主要成果包括： （1）以蒸發(fā)管式火焰穩(wěn)定器模型燃燒室為研究對(duì)象，通過數(shù)值模擬研究了蒸發(fā)管式火焰穩(wěn)定器在不同馬赫數(shù)進(jìn)口條件下的冷、熱態(tài)流動(dòng)特性，并采用燃油穩(wěn)態(tài)逐次逼近法對(duì)模型燃燒室的貧油點(diǎn)熄火極限進(jìn)行了預(yù)測(cè)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，以此來校驗(yàn)本文數(shù)值模擬所采用的計(jì)算方法。研究結(jié)果表明，通過燃油穩(wěn)態(tài)逐次逼近法計(jì)算所得的燃燒室貧油熄火極限結(jié)果是合理的。 （2）建立了單頭部環(huán)形燃燒室簡(jiǎn)化模型，根據(jù)一個(gè)起動(dòng)固定狀態(tài)點(diǎn)的進(jìn)口條件，對(duì)燃燒室模型的冷態(tài)和熱態(tài)流場(chǎng)進(jìn)行了計(jì)算，獲得了單頭部燃燒室穩(wěn)態(tài)流動(dòng)特性及燃燒室貧油點(diǎn)熄火極限。在進(jìn)行熱態(tài)流場(chǎng)計(jì)算時(shí)，選取航空煤油合適的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，并引入穩(wěn)態(tài)層流小火焰模型與EDC燃燒模型進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：采用多步反應(yīng)機(jī)理計(jì)算所得的燃燒室各截面溫度明顯小于采用單步反應(yīng)計(jì)算的結(jié)果；采用層流小火焰模型計(jì)算所得主燃區(qū)高溫區(qū)域位置較EDC模型計(jì)算高溫區(qū)域位置提前。 （3）在單頭部燃燒室穩(wěn)態(tài)燃燒模擬的基礎(chǔ)上，以燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)和油霧場(chǎng)結(jié)果作為點(diǎn)火過程的初值，采用固定高溫?zé)嵩袋c(diǎn)火的方式進(jìn)行單頭部點(diǎn)火過程的非穩(wěn)態(tài)計(jì)算，分析了單頭部點(diǎn)火過程中火焰?zhèn)鞑バ阅�。同時(shí)，根據(jù)單頭部燃燒室結(jié)構(gòu)和流動(dòng)特點(diǎn)，建立三頭部數(shù)值計(jì)算模型，進(jìn)行多頭部點(diǎn)火聯(lián)焰過程動(dòng)態(tài)模擬，分析點(diǎn)火過程中多頭部聯(lián)焰性能。結(jié)果表明，該數(shù)值計(jì)算方法可以較好的反應(yīng)出主燃燒室點(diǎn)火的動(dòng)態(tài)過程。 研究成果為燃燒室設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
【關(guān)鍵詞】：燃燒室 數(shù)值模擬 反應(yīng)機(jī)理 點(diǎn)火過程 點(diǎn)熄火性能
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：V233
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 課題研究背景14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 點(diǎn)火過程的研究15-17
• 1.2.2 點(diǎn)火性能參數(shù)的研究17-19
• 1.2.3 小結(jié)19-20
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室點(diǎn)火模擬數(shù)值計(jì)算方法21-27
• 2.1 基本控制方程21-22
• 2.1.1 質(zhì)量守恒方程21
• 2.1.2 動(dòng)量守恒方程21
• 2.1.3 能量守恒方程21-22
• 2.1.4 組分守恒方程22
• 2.2 湍流模型22-23
• 2.2.1 Realizable k-ε模型22-23
• 2.2.2 近壁區(qū)的處理23
• 2.3 湍流燃燒模型23-25
• 2.3.1 渦團(tuán)耗散概念模型（EDC）24
• 2.3.2 層流小火焰模型（Flamelets model）24-25
• 2.4 離散相模型25-26
• 2.4.1 油珠的運(yùn)動(dòng)方程25-26
• 2.4.2 油珠的加熱與蒸發(fā)方程26
• 2.4.3 油珠的擴(kuò)散模型26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 點(diǎn)火數(shù)值計(jì)算方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證27-42
• 3.1 穩(wěn)定器模型燃燒室計(jì)算模型與計(jì)算方法27-28
• 3.1.1 計(jì)算模型與網(wǎng)格劃分27-28
• 3.1.2 數(shù)值計(jì)算方法28
• 3.2 穩(wěn)定器模型燃燒室數(shù)值模擬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)28-30
• 3.2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)29-30
• 3.2.2 試驗(yàn)工況30
• 3.3 模型燃燒室點(diǎn)熄火極限的預(yù)測(cè)方法30-31
• 3.3.1 貧油熄火極限預(yù)測(cè)判據(jù)30-31
• 3.3.2 貧油點(diǎn)火極限預(yù)測(cè)判據(jù)31
• 3.4 計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較分析31-41
• 3.4.1 流動(dòng)結(jié)果及分析31-32
• 3.4.2 阻力特性分析32-33
• 3.4.3 濃度場(chǎng)結(jié)果及分析33-35
• 3.4.4 溫度場(chǎng)結(jié)果及分析35-36
• 3.4.5 貧油熄火特性對(duì)比分析36-39
• 3.4.6 貧油點(diǎn)火特性對(duì)比分析39-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 單頭部環(huán)形燃燒室穩(wěn)態(tài)燃燒模擬42-55
• 4.1 煤油替代物的選擇42-43
• 4.2 幾何模型及網(wǎng)格劃分43-44
• 4.3 數(shù)值計(jì)算模型及求解方法44
• 4.4 單頭部穩(wěn)態(tài)燃燒模擬結(jié)果及分析44-54
• 4.4.1 冷態(tài)流場(chǎng)結(jié)果44-46
• 4.4.2 燃油濃度分布結(jié)果46-47
• 4.4.3 溫度場(chǎng)結(jié)果47-51
• 4.4.4 貧油熄火極限分析51-52
• 4.4.5 貧油點(diǎn)火極限分析52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第五章 環(huán)形燃燒室單頭部點(diǎn)火及三頭部聯(lián)焰過程模擬55-64
• 5.1 數(shù)值計(jì)算模型與計(jì)算方法55-56
• 5.1.1 數(shù)值計(jì)算模型55
• 5.1.2 數(shù)值計(jì)算方法55-56
• 5.2 單頭部動(dòng)態(tài)點(diǎn)火過程模擬結(jié)果及分析56-59
• 5.3 三頭部點(diǎn)火聯(lián)焰過程模擬結(jié)果及分析59-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 總結(jié)與展望64-66
• 6.1 本文總結(jié)64-65
• 6.2 下一步研究展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 在學(xué)期間的研究成果與發(fā)表的論文71-72
• 附錄：16 組分 23 步化學(xué)反應(yīng)機(jī)理72-73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室點(diǎn)火模擬及特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：320053