本文關(guān)鍵詞：小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)霧化噴嘴霧化特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力、效率以及污染物排放都提出了更高的要求。為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的這些需求,燃燒室需要更高溫升和更低的污染物排放。由于燃燒室溫升的提高,需要提高燃燒室的整體當(dāng)量比。燃油流率和參與燃燒的空氣量都增加。這需要燃料與空氣在頭部能夠更有效地?fù)交�；燃油流率的增加需要噴嘴有更大的燃油調(diào)節(jié)比。此外,小型高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)高空性能的要求也逐步提高要求。在高空工作狀態(tài)下,需要燃燒室在小燃油流量,低油氣比(即大空氣流量)條件下有良好的燃燒性能,這需要噴嘴在前述工況下有良好的霧化性能。氣動(dòng)霧化噴嘴由于其良好的油氣摻混性能在先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)上被廣泛應(yīng)用。對(duì)于小型發(fā)動(dòng)機(jī),旋流杯結(jié)構(gòu)有較多應(yīng)用。但由于旋流杯中心包含一個(gè)壓力噴嘴,在燃油壓差較低時(shí),旋流杯的霧化特性更接近壓力噴嘴,霧化效果較差。此外,中心壓力噴嘴的安裝精度對(duì)霧錐中液滴粒徑和燃油空間分布等霧化性能也有顯著影響,進(jìn)而影響燃燒室出口溫度分布。采用完全氣動(dòng)霧化噴嘴可以規(guī)避旋流杯固有的一些缺點(diǎn)。然而噴嘴的霧化特性受結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)參數(shù)的影響比較復(fù)雜,對(duì)其霧化機(jī)理的認(rèn)識(shí)不能滿足氣動(dòng)霧化噴嘴的設(shè)計(jì)要求。因此本文的工作從以下幾個(gè)部分展開：針對(duì)小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn),設(shè)計(jì)一種完全氣動(dòng)霧化噴嘴,研究其霧化性能和�；瘜�(shí)驗(yàn)方法；針對(duì)霧化性能和點(diǎn)熄火性能與旋流杯噴嘴進(jìn)行對(duì)比。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：1)通過文獻(xiàn)調(diào)研,以及對(duì)小型航空發(fā)動(dòng)實(shí)際工作狀態(tài)、燃燒室結(jié)構(gòu)的考慮,本文設(shè)計(jì)了一種內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴作為研究對(duì)象。CFD結(jié)果表明,噴嘴在某小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)地面最大推力狀態(tài)下的總壓損失小于2.5%,且能夠形成中心回流區(qū),有助于火焰穩(wěn)定。2)采用激光粒度儀及平面激光誘導(dǎo)熒光測(cè)試系統(tǒng)對(duì)內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴的霧化性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴的油霧Sauter平均直徑(SMD)主要受空氣速度Uα的影響,空氣/燃油質(zhì)量比AFR的影響較小。粒徑R-R分布系數(shù)n在實(shí)驗(yàn)工況范圍內(nèi)較小,粒徑尺寸分布范圍較寬。分布系數(shù)n隨著Uα和AFR的增加逐漸減小。霧化錐角度隨Uα或AFR的增加而略有減小。粒徑的分布規(guī)律反映了快速型霧化機(jī)理特點(diǎn)。由此確定了采用保持空氣平均速度Uα及燃油/空氣質(zhì)量比AFR不變的�；椒�。在模化工況下,霧錐角度變化在誤差范圍內(nèi),約為60。。3)對(duì)旋流杯噴嘴和內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴的霧化特性進(jìn)行了對(duì)比分析。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴,油霧SMD對(duì)空氣速度Uα的敏感程度高于旋流杯,而對(duì)AFR的敏感性低于旋流杯。燃油流量對(duì)內(nèi)通道預(yù)膜噴嘴油霧的空間分布影響較小,而對(duì)旋流杯噴嘴的影響顯著。與旋流杯相比,在內(nèi)通道式噴嘴產(chǎn)生的霧錐內(nèi)部,燃油濃度分布沿徑向變化較小。4)比較了旋流杯噴嘴和內(nèi)通道式噴嘴的點(diǎn)熄火性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,旋流杯噴嘴在旋流空氣速度Uα較小時(shí),點(diǎn)火性能優(yōu)于內(nèi)通道式噴嘴,但內(nèi)通道式噴嘴隨著Uα的增加,點(diǎn)火油氣比迅速降低。兩種噴嘴的熄火油氣比都隨著Uα的增加而增加。內(nèi)通道式噴嘴的貧油熄火油氣比隨Uα變化更劇烈。在Uα較小時(shí),內(nèi)通道式噴嘴的貧油熄火油氣比低于旋流杯。隨著Uα的逐漸增加,內(nèi)通道式噴嘴熄火油氣比將高于旋流杯。5)內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴點(diǎn)火性能受油霧SMD制約,而熄火性能受燃油空間分布特性制約。
【關(guān)鍵詞】：小型航空發(fā)動(dòng)機(jī) 預(yù)膜霧化 霧化特性 點(diǎn)熄火特性 平面激光診斷系統(tǒng) �；瘜�(shí)驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V232
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-24
• 1.2.1 霧化機(jī)理研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.2 真實(shí)噴嘴霧化特性21-24
• 1.3. 本文研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)24-26
• 第二章 測(cè)量方法及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)26-38
• 2.1 霧化特性測(cè)量方法26-32
• 2.1.1 激光粒度儀27-29
• 2.1.2 平面激光誘導(dǎo)熒光29-32
• 2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)32-36
• 2.2.1 霧化特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)32-35
• 2.2.2 點(diǎn)熄火特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)35-36
• 2.4 實(shí)驗(yàn)誤差分析36-38
• 第三章 內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴研究38-54
• 3.1 內(nèi)通道式預(yù)膜霧化噴嘴設(shè)計(jì)38-45
• 3.2 內(nèi)通道預(yù)膜霧化噴嘴實(shí)驗(yàn)研究45-52
• 3.2.1 預(yù)膜式噴嘴實(shí)驗(yàn)件簡(jiǎn)介46
• 3.2.2 噴嘴流量特性46-47
• 3.2.3 空氣壓差與燃油流量對(duì)液滴粒徑的影響47-48
• 3.2.4 空氣壓差與燃油流量對(duì)霧錐角度的影響48-51
• 3.2.5 �；瘜�(shí)驗(yàn)結(jié)果分析51-52
• 3.3 本章小結(jié)52-54
• 第四章 內(nèi)通道式噴嘴與旋流杯噴嘴特性比較54-67
• 4.1 旋流杯實(shí)驗(yàn)件簡(jiǎn)介54-55
• 4.2 霧化特性對(duì)比55-62
• 4.2.1 流量特性55
• 4.2.2 燃油空間分布55-59
• 4.2.3 燃油粒徑及其分布59-62
• 4.3 點(diǎn)熄火特性62-65
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)件介紹62-63
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 第五章 結(jié)論與展望67-70
• 5.1 結(jié)論67-68
• 5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)68-69
• 5.3 展望69-70
• 主要符號(hào)說明70-73
• 圖目錄73-75
• 表目錄75-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文80-81
• 致謝81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 袁怡祥,林宇震,劉高恩;旋流杯燃燒室頭部流場(chǎng)與噴霧對(duì)貧油熄火的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2004年03期

2 林宇震,劉高恩,王華芳;反向與同向雙旋流器流場(chǎng)的試驗(yàn)研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);1995年04期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉存喜;多級(jí)旋流空氣霧化噴嘴霧化特性及光學(xué)測(cè)試方法研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2012年

  本文關(guān)鍵詞：小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)霧化噴嘴霧化特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：414669