本文關(guān)鍵詞：雙旋流燃油燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 雙旋流器 燃油燃燒 OH-PLIF 火焰結(jié)構(gòu) 燃燒特性

【摘要】：為滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)變工況運(yùn)行特性,雙旋流燃燒器應(yīng)運(yùn)而生。但是目前對(duì)雙旋流器火焰結(jié)構(gòu)的可視化研究較少。本文主要對(duì)雙旋流燃油燃燒器的火焰結(jié)構(gòu)及燃燒特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬。關(guān)注點(diǎn)主要在于探究當(dāng)量比,雙旋流器內(nèi)葉片安裝角及雙旋流器內(nèi)外旋流器相對(duì)旋向?qū)鹧娼Y(jié)構(gòu)及燃燒特性的影響,并試圖從流場(chǎng)結(jié)構(gòu)入手分析產(chǎn)生這些影響的原因。實(shí)驗(yàn)中采用平面激光誘導(dǎo)熒光(OH-PLIF)技術(shù)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷,使用熱電偶及氣體分析儀對(duì)燃燒特性進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)火焰結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析的過程中,本文定義了火焰發(fā)展軌跡曲線,火焰偏轉(zhuǎn)角,火焰起始偏角及火焰面積等四個(gè)定量參數(shù)。在數(shù)值計(jì)算部分,使用Fluent軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)工況下的燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬,并比照實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析。最后使用數(shù)值計(jì)算中得到的流場(chǎng)數(shù)據(jù),對(duì)雙旋流器燃油火焰的位置及形狀進(jìn)行了分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)量比和可以連續(xù)變化的雙旋流器幾何參數(shù)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)的影響都存在一個(gè)特征值,這些特征值將影響火焰結(jié)構(gòu)的變量劃分為不同的區(qū)間,在每一個(gè)區(qū)間內(nèi),不同類別的變量對(duì)火焰結(jié)構(gòu)的影響強(qiáng)弱不同;內(nèi)外旋流器的相對(duì)旋向?qū)θ紵页隹跍囟确植嫉牟痪鶆蛐詭缀鯖]有影響,但同向雙旋流器的NO排放比反向雙旋流器低。內(nèi)旋流器葉片安裝角越大,NO排放越低,但其對(duì)燃燒室出口溫度分布沒有規(guī)律性影響。雙旋流器燃油火焰穩(wěn)定存在于流場(chǎng)中一個(gè)特定區(qū)域內(nèi),當(dāng)量比會(huì)影響該區(qū)域的特點(diǎn),在高當(dāng)量比下,該區(qū)域內(nèi)徑向速度處于最小值,而在低當(dāng)量比下,該區(qū)域內(nèi)切向速度處于最小值。
【關(guān)鍵詞】：雙旋流器 燃油燃燒 OH-PLIF 火焰結(jié)構(gòu) 燃燒特性
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V231.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 研究背景13
• 1.2 旋流的特點(diǎn)13-15
• 1.2.1 渦流破碎14
• 1.2.2 旋流對(duì)燃燒的影響14-15
• 1.3 雙旋流器研究現(xiàn)狀15-23
• 1.3.1 雙旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)15-16
• 1.3.2 雙旋流器流場(chǎng)特性研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.3 雙旋流器霧化特性研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.4 雙旋流器火焰結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀19-22
• 1.3.5 雙旋流器燃燒室性能研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4 本文研究的意義23
• 1.5 本文主要的研究工作23-25
• 第二章 雙旋流器燃油火焰實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)量系統(tǒng)25-38
• 2.1 噴嘴霧化特性實(shí)驗(yàn)25-27
• 2.1.1 噴嘴霧化特性測(cè)量裝置25-26
• 2.1.2 噴嘴霧化特性測(cè)量方法26-27
• 2.2 雙旋流器燃油燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)27-35
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述27-28
• 2.2.2 雙旋流器結(jié)構(gòu)28-30
• 2.2.3 可視化燃燒室30-31
• 2.2.4 供氣系統(tǒng)31-32
• 2.2.5 燃油系統(tǒng)32
• 2.2.6 點(diǎn)火系統(tǒng)32-33
• 2.2.7 溫度測(cè)量系統(tǒng)33-34
• 2.2.8 排放測(cè)量34-35
• 2.3 平面激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）系統(tǒng)35-37
• 2.3.1 PLIF測(cè)量原理35-36
• 2.3.2 PLIF系統(tǒng)構(gòu)成36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 雙旋流器燃燒實(shí)驗(yàn)38-67
• 3.1 壓力霧化噴嘴性能測(cè)量38-43
• 3.1.1 壓力霧化噴嘴流量校核38-39
• 3.1.2 壓力霧化噴嘴霧化錐角校核39-40
• 3.1.3 壓力對(duì)噴嘴霧化粒徑的影響40-41
• 3.1.4 壓力對(duì)該噴嘴霧化液滴速度的影響41-43
• 3.2 燃燒實(shí)驗(yàn)方案及工況43-44
• 3.3 火焰結(jié)構(gòu)的定性分析44-48
• 3.3.1 當(dāng)量比對(duì)火焰形狀的影響45-46
• 3.3.2 旋流器葉片安裝角對(duì)火焰形狀的影響46-47
• 3.3.3 內(nèi)外旋流器相對(duì)旋向?qū)鹧嫘螤畹挠绊?/span>47-48
• 3.4 火焰結(jié)構(gòu)的定量分析48-62
• 3.4.1 火焰結(jié)構(gòu)特征參數(shù)定義48-49
• 3.4.2 當(dāng)量比對(duì)火焰結(jié)構(gòu)的影響49-53
• 3.4.3 旋流器葉片安裝角對(duì)火焰結(jié)構(gòu)的影響53-58
• 3.4.4 旋流器內(nèi)外旋向?qū)鹧娼Y(jié)構(gòu)的影響58-62
• 3.5 燃燒室出口溫度分布及氣體成分結(jié)果分析62-66
• 3.5.1 燃燒室出口溫度分布變化規(guī)律62-64
• 3.5.2 燃燒室出口氣體成分變化規(guī)律64-66
• 3.6 本章小結(jié)66-67
• 第四章 雙旋流燃油燃燒的數(shù)值模擬67-84
• 4.1 計(jì)算模型的選取67-69
• 4.1.1 湍流模型的選取67-68
• 4.1.2 燃燒模型的選取68-69
• 4.1.3 離散相模型的選取69
• 4.2 射流源模擬準(zhǔn)確性評(píng)估69-77
• 4.2.1 幾何模型的建立69-70
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分70
• 4.2.3 CFD模擬70-72
• 4.2.4 CFD結(jié)果及分析72-77
• 4.3 熱態(tài)模擬結(jié)果準(zhǔn)確性評(píng)估77-83
• 4.3.1 幾何模型的建立77-78
• 4.3.2 網(wǎng)格的劃分及網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證78-79
• 4.3.3 熱態(tài)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析79-82
• 4.3.4 CFD計(jì)算結(jié)果分析82-83
• 4.4 本章小結(jié)83-84
• 第五章 雙旋流器燃油火焰結(jié)構(gòu)模擬值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比分析84-91
• 5.1 火焰位置與流場(chǎng)結(jié)構(gòu)間關(guān)系84-86
• 5.2 火焰形狀與流場(chǎng)結(jié)構(gòu)間關(guān)系86-89
• 5.3 本章小結(jié)89-91
• 第六章 結(jié)論與展望91-93
• 6.1 本文結(jié)論91-92
• 6.2 研究展望92-93
• 參考文獻(xiàn)93-97
• 致謝97-98
• 讀碩士期間發(fā)表論文98

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭巍;梁國福;;油罐火災(zāi)的輻射特性及火焰結(jié)構(gòu)研究[J];消防科學(xué)與技術(shù);2009年01期

2 王俊晶;李水清;馬斌;宋薔;姚強(qiáng);;小型滯止旋流火焰結(jié)構(gòu)和空氣動(dòng)力學(xué)特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2009年12期

3 邱榕,蔣勇,鐘茂華,范維澄;非預(yù)混碳?xì)浠鹧娼Y(jié)構(gòu)條件矩封閉模擬[J];中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2005年02期

4 羅坤;金臺(tái);盧樹強(qiáng);樊建人;;超音速氫氣燃燒火焰結(jié)構(gòu)特性的直接數(shù)值模擬[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2012年11期

5 陳沛,趙鳳起,陰翠梅;凝聚態(tài)火焰結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展[J];飛航導(dǎo)彈;2001年02期

6 王永壽;;氣體層間邊界面的火焰結(jié)構(gòu)及其傳播[J];飛航導(dǎo)彈;1986年S1期

7 陽世清,王蓀源,楊權(quán)中,黃人駿,肖學(xué)忠,范欽文,高耀林;塑料導(dǎo)爆管在燃燒轉(zhuǎn)爆轟過程中的火焰結(jié)構(gòu)及爆轟波生成機(jī)理[J];爆炸與沖擊;1990年01期

8 李麥亮,周進(jìn),耿輝,翟振辰,姜春林;氫氣引燃的酒精超燃火焰結(jié)構(gòu)分析[J];推進(jìn)技術(shù);2005年03期

9 馮耀勛,趙黛青,劉慶才,山下博史;熱輻射對(duì)富氧擴(kuò)散燃燒火焰結(jié)構(gòu)和氮氧化物生成的影響[J];熱能動(dòng)力工程;2005年03期

10 趙黛青;蔣利橋;黃顯峰;楊衛(wèi)斌;山下博史;;微尺度預(yù)混合火焰結(jié)構(gòu)和熄火特性研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2006年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 劉昌業(yè);生物質(zhì)氣燃燒特性及火焰結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究[D];天津大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李騰輝;雙旋流燃油燃燒特性的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];上海交通大學(xué);2015年

2 龍?zhí)?負(fù)壓下層流預(yù)混平面火焰結(jié)構(gòu)數(shù)值仿真與試驗(yàn)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

3 程子忠;氧濃度分布對(duì)一維平面對(duì)沖火焰結(jié)構(gòu)的影響[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

4 李文亭;一維對(duì)沖ODPP/OESC火焰結(jié)構(gòu)及污染物排放規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

5 張亞竹;平焰燃燒速度場(chǎng)的PIV測(cè)試研究[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2008年

6 焦森林;燃?xì)馊紵髁鲌?chǎng)及燃燒特性數(shù)值模擬[D];鄭州大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：611268