本文關(guān)鍵詞：雙級(jí)旋流器結(jié)構(gòu)對(duì)燃燒室燃燒性能影響規(guī)律研究

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【摘要】：本文分別對(duì)帶有不同雙級(jí)旋流器的單頭部矩形燃燒室(包括11個(gè)雙級(jí)徑向旋流器、5個(gè)斜切徑向旋流器和10個(gè)雙級(jí)軸向旋流器,共26個(gè)雙級(jí)旋流器)分別進(jìn)行了貧油熄火特性試驗(yàn)和燃燒性能試驗(yàn)。并對(duì)三種類型的雙級(jí)旋流器燃燒室進(jìn)行了燃燒性能數(shù)值模擬,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。首先設(shè)計(jì)并加工了高溫高壓單頭部矩形燃燒試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以方便調(diào)節(jié)燃燒室進(jìn)出口壓力、溫度以及流量等參數(shù),從而滿足試驗(yàn)要求;并且可以同時(shí)測量燃燒室出口的溫度分布、壓力分布以及污染物濃度分布。其次,本文對(duì)26種雙旋流燃燒室進(jìn)行了貧油熄火特性試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中在保證燃燒室進(jìn)口空氣量為500g/s,進(jìn)口總壓為5bar的基礎(chǔ)上,逐漸降低其燃油流量,直至燃燒室熄火,得到其熄火油氣比。通過對(duì)燃燒室熄火過程中出口溫度、燃燒室溫升、總壓損失、出口燃?xì)獬煞值刃阅軈?shù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)熄火時(shí)存在以下特征:1)隨著油氣比的降低,燃燒室出口溫度和燃燒室溫升逐漸降低,在熄火油氣比時(shí),出口溫度和燃燒室溫升均有一個(gè)急劇下降。2)隨著油氣比的降低,燃燒室內(nèi)總壓損失在波動(dòng)中稍有上漲,但是上漲幅度不大。3)隨著油氣比的降低,出口燃?xì)庵械腃O2濃度降低而O2濃度逐漸升高。在進(jìn)行熄火特性試驗(yàn)過程中,對(duì)燃燒室側(cè)壁面進(jìn)行氣膜冷卻,為驗(yàn)證氣膜冷卻氣量對(duì)熄火特性試驗(yàn)的影響,對(duì)裝有相同旋流器的燃燒室在不同氣膜冷卻氣量下進(jìn)行了熄火特性試驗(yàn);試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)本文所采用的冷卻氣量范圍內(nèi),對(duì)貧油熄火油氣比基本沒有影響。最后對(duì)26種雙級(jí)旋流器單頭部燃燒室貧油熄火油氣比進(jìn)行了試驗(yàn)測量,貧油熄火油氣比均在0.007左右。然后進(jìn)行了雙旋流燃燒室燃燒性能試驗(yàn)。試驗(yàn)過程中保證燃燒室進(jìn)口空氣量為400g/s,燃油流量為8.15g/s,進(jìn)口總壓為5bar。在該進(jìn)口條件下,對(duì)26個(gè)帶有雙級(jí)旋流器的單頭部矩形燃燒室分別進(jìn)行了燃燒性能試驗(yàn),在試驗(yàn)過程中分別測量了燃燒室進(jìn)口總壓、進(jìn)口總溫、出口總溫、出口總壓以及出口燃?xì)獬煞帧Ｍㄟ^對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn):1)隨著燃燒室進(jìn)口總溫和進(jìn)口總壓的增加,燃燒室的燃燒效率逐漸增加。當(dāng)進(jìn)口總溫增加到600K或者進(jìn)口總壓增加到4bar時(shí),不同旋流器的燃燒效率都接近100%。2)隨著燃燒室進(jìn)口總溫的增加,燃燒室內(nèi)的總壓損失增加,但是對(duì)于不同的旋流器,雖然總壓損失隨燃燒室進(jìn)口總溫的變化規(guī)律是相同的,但是不同旋流器之間由于存在結(jié)構(gòu)的差異,因此旋流器之間的總壓損失始終存在一個(gè)基本固定的差值。3)隨著燃燒室進(jìn)口總溫和進(jìn)口總壓的增加,燃燒室出口燃?xì)庵械腃O濃度急劇降低,而NO濃度急劇升高。4)對(duì)燃燒室出口燃?xì)庵蠧O和NO濃度與進(jìn)口總溫的關(guān)系進(jìn)行函數(shù)擬合。5)對(duì)燃燒室出口燃?xì)庵械腃O和NO與進(jìn)口總壓的關(guān)系進(jìn)行函數(shù)擬合。6)26種雙級(jí)旋流器燃燒室的出口溫度、溫升、壓損和污染物排放之間差別較小。最后對(duì)三種類型的雙級(jí)旋流器單頭部矩形燃燒室進(jìn)行了燃燒性能數(shù)值模擬,并將數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):1)不同旋流器結(jié)構(gòu)對(duì)燃燒室中回流區(qū)和高溫區(qū)分布等有一定的影響。2)數(shù)值計(jì)算得到的燃燒室出口溫度分布于試驗(yàn)得到的燃燒室出口溫度分布兩者之間存在一定的差異。3)本文所以選用的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法可以對(duì)雙旋流燃燒室燃燒性能進(jìn)行一定的數(shù)值預(yù)估,數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)雙旋流燃燒室的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：雙旋流燃燒室 燃燒性能 貧油熄火特性 進(jìn)口總溫 進(jìn)口總壓 試驗(yàn)測量 數(shù)值模擬
【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】：2016
【分類號(hào)】：V231.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-14
• 注釋表14-16
• 縮略詞16-17
• 第一章 緒論17-26
• 1.1 研究背景17
• 1.2 雙旋流燃燒室17-19
• 1.3 燃燒室燃燒性能指標(biāo)19-22
• 1.3.1 燃燒效率19-20
• 1.3.2 總壓損失20
• 1.3.3 出口溫度分布20-21
• 1.3.4 貧油熄火油氣比21
• 1.3.5 污染物排放21-22
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀22-24
• 1.4.1 國外研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀23-24
• 1.5 本文研究內(nèi)容24-26
• 第二章 雙旋流燃燒室燃燒性能數(shù)值模擬26-38
• 2.1 數(shù)值方法26-29
• 2.1.1 守恒方程26-27
• 2.1.2 湍流模型27-28
• 2.1.3 多相流模型28-29
• 2.1.4 燃燒模型29
• 2.2 幾何模型和網(wǎng)格劃分29-31
• 2.3 數(shù)值計(jì)算方法和結(jié)果分析31-36
• 2.3.1 數(shù)值計(jì)算方法31
• 2.3.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析31-36
• 2.4 試驗(yàn)結(jié)果和數(shù)值計(jì)算對(duì)比分析36-37
• 2.5 小結(jié)37-38
• 第三章 試驗(yàn)系統(tǒng)38-47
• 3.1 冷卻系統(tǒng)39
• 3.1.1 氣膜冷卻39
• 3.1.2 水冷39
• 3.2 測量系統(tǒng)39-46
• 3.2.1 出口測量耙40-42
• 3.2.2 出口燃?xì)鉁y量系統(tǒng)42-43
• 3.2.3 進(jìn)口燃油測量系統(tǒng)43-46
• 3.2.4 氣體流量測量系統(tǒng)46
• 3.3 小結(jié)46-47
• 第四章 雙旋流燃燒室貧油熄火特性試驗(yàn)47-59
• 4.1 熄火特性試驗(yàn)方法47-48
• 4.2 熄火過程中各參數(shù)變化規(guī)律48-54
• 4.3 氣膜冷卻氣量對(duì)熄火特性的影響54-58
• 4.3.1 有無冷卻氣對(duì)熄火特性的影響54-56
• 4.3.2 冷卻氣量不同對(duì)熄火特性試驗(yàn)的影響56-58
• 4.4 旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)貧油熄火特性的影響58
• 4.5 小結(jié)58-59
• 第五章 雙旋流燃燒室燃燒性能試驗(yàn)59-73
• 5.1 進(jìn)口總溫對(duì)燃燒室燃燒性能的影響59-61
• 5.2 進(jìn)口總壓對(duì)燃燒室燃燒性能的影響61-63
• 5.3 不同進(jìn)口條件下旋流器結(jié)構(gòu)對(duì)燃燒室燃燒性能的影響63-65
• 5.3.1 旋流器結(jié)構(gòu)在進(jìn)口總溫變化時(shí)對(duì)燃燒性能的影響63-64
• 5.3.2 旋流器結(jié)構(gòu)在進(jìn)口總壓變化時(shí)對(duì)燃燒性能的影響64-65
• 5.4 污染物排放與進(jìn)口參數(shù)關(guān)系擬合65-68
• 5.4.1 污染物濃度和進(jìn)口總溫關(guān)系擬合65-67
• 5.4.2 污染物濃度和進(jìn)口總壓關(guān)系擬合67-68
• 5.5 不同旋流器結(jié)構(gòu)下燃燒性能試驗(yàn)研究68-72
• 5.5.1 燃燒效率68-69
• 5.5.2 總壓損失69
• 5.5.3 出口溫度69-70
• 5.5.4 污染物排放70-72
• 5.6 小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文79

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李春野;趙傳亮;柴昕;李鑫;;雙軸向旋流器設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)燃燒特性的影響研究[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2015年04期

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4 李鋒;郭瑞卿;尚守堂;程明;唐正府;宋博;高賢智;;高溫升三旋流燃燒室與雙旋流燃燒室的性能對(duì)比[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2015年01期

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6 金仁瀚;劉勇;馮志鵬;王鎖芳;;雙旋流燃燒室單頭部油霧特性實(shí)驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2014年02期

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本文編號(hào)：897798