本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī)部件防火試驗(yàn)的燃燒器特性研究

  更多相關(guān)文章： 燃燒器 數(shù)值仿真 火焰特性

【摘要】：航空發(fā)動機(jī)部件防火試驗(yàn)是航空發(fā)動機(jī)適航驗(yàn)證的重要組成部分,也是近期國內(nèi)發(fā)動機(jī)工程的關(guān)注點(diǎn)之一。航空發(fā)動機(jī)防火試驗(yàn)中,燃燒器產(chǎn)生的沖擊火焰對試驗(yàn)結(jié)果有著重要影響。防火試驗(yàn)的結(jié)果直接決定著發(fā)動機(jī)部件的防火性能,故對防火實(shí)驗(yàn)中燃燒器特性的研究是非常必要的。本文基于ANSYS、TECPLOT等軟件對發(fā)動機(jī)部件防火試驗(yàn)中燃燒器的特性進(jìn)行研究,其中包括湍流、離散項(xiàng)與連續(xù)相的耦合、多步化學(xué)反應(yīng)模型及輻射模型等。通過開展計算流體力學(xué),結(jié)合湍流、燃燒和換熱等模型,對燃燒器進(jìn)行數(shù)值仿真。主要研究對象為FAA動力工程報告中規(guī)定的Carlin燃燒器、AC-20-135中規(guī)定的Nex Gen燃燒器和ISO:2685中規(guī)定丙烷燃燒器。通過數(shù)值計算得到了燃燒器的流場、溫度場、各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布及試樣表面熱流密度等基本參數(shù)。仿真結(jié)果可為發(fā)動機(jī)部件防火試驗(yàn)中燃燒器的參數(shù)設(shè)置提供參考。1.Carlin燃燒器火焰特性模擬通過計算流場、各組分間化學(xué)反應(yīng)及輻射的耦合作用,以作為為燃料得到Carlin燃燒器在兩種工況下的火焰特性,包括速度場、溫度場、對流換熱及輻射換熱等數(shù)據(jù)并與前人所作的瞬態(tài)仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)比較,驗(yàn)證所得結(jié)果的合理性。2.Nexgen燃燒器火焰特性通過數(shù)值仿真的方法,以作為為燃料對3種不同當(dāng)量比下Nexgen燃燒器自由流動和灼燒試樣時的火焰特性進(jìn)行研究,得到其速度場、溫度場及對試樣灼燒時的換熱特點(diǎn)等參數(shù),分析所得結(jié)果隨當(dāng)量比的變化規(guī)律,并探究所得結(jié)果的原因;對比Carlin燃燒器和Nexgen燃燒器旋流的旋流產(chǎn)生方式對火焰的影響,Carlin燃燒器通過在空氣入口處加入切向速度產(chǎn)生旋流速度,Nexgen燃燒器通過在空氣管道燃料噴口前端裝配旋流器產(chǎn)生旋流旋流速度。3.丙烷燃燒器火焰特性通過數(shù)值仿真的方法對3種不同當(dāng)量比下丙烷燃燒器自由流動和灼燒試樣時的火焰特性進(jìn)行研究,得到其速度場、溫度場及對試樣灼燒時的換熱特點(diǎn)等參數(shù),分析其隨當(dāng)量比變化的規(guī)律。對比氣體燃料和煤油燃料在燃燒過程中反應(yīng)速率等參數(shù)。4.燃燒器特性對比對比以上三種燃燒器產(chǎn)生的火焰特點(diǎn),包括火焰流場、溫度場、浮力效應(yīng)及試樣表面的換熱效率等參數(shù),分析各燃燒器性能特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：燃燒器 數(shù)值仿真 火焰特性
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V263.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 航空發(fā)動機(jī)防火試驗(yàn)意義及簡介11-12
• 1.2 航空發(fā)動機(jī)防火試驗(yàn)常用燃燒器簡介12-14
• 1.2.1 Carlin燃燒器結(jié)構(gòu)介紹12
• 1.2.2 Nexgen燃燒器結(jié)構(gòu)介紹12-13
• 1.2.3 丙烷燃燒器結(jié)構(gòu)介紹13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 計算流體力學(xué)方程19-26
• 2.1 求解器19
• 2.2 湍流模型19-21
• 2.3 燃燒模型21-23
• 2.4 離散相模型及燃料噴驗(yàn)證23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第3章 Carlin燃燒器數(shù)值模擬26-37
• 3.1 Carlin燃燒器幾何建模26-28
• 3.2 Carlin燃燒器數(shù)值模擬初始條件及邊界條件設(shè)置28
• 3.3 Carlin燃燒器計算結(jié)果及分析28-36
• 3.3.1 Carlin燃燒器速度場分析28-30
• 3.3.2 Carlin燃燒器溫度場分析30-34
• 3.3.3 Carlin燃燒器組分濃度場分析34-35
• 3.3.4 Carlin燃燒器試樣表面換熱分析35-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 Nexgen燃燒器數(shù)值模擬37-48
• 4.1 Nexgen燃燒器幾何建模37-38
• 4.2 Nexgen燃燒器初始條件及邊界條件設(shè)置38-39
• 4.3 Nexgen燃燒器計算結(jié)果及分析39-47
• 4.3.1 Nexgen燃燒器速度場分析39-41
• 4.3.2 Nexgen燃燒器溫度場分析41-44
• 4.3.3 Nexgen燃燒器組份濃度場分析44-45
• 4.3.4 Nexgen燃燒器試樣表面換熱分析45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第5章 丙烷燃燒器數(shù)值模擬48-58
• 5.1 丙烷燃燒器二維冷態(tài)模型48-50
• 5.1.1 幾何模型48-49
• 5.1.2 二維冷態(tài)仿真結(jié)果及分析49-50
• 5.2 丙烷燃燒器三維仿真幾何建模及網(wǎng)格劃分50-51
• 5.3 初始條件及邊界條件設(shè)置51
• 5.4 丙烷燃燒器自由流狀態(tài)計算結(jié)果及分析51-57
• 5.4.1 丙烷燃燒器速度場分析51-52
• 5.4.2 丙烷燃燒器溫度場分析52-54
• 5.4.3 丙烷燃燒器組份濃度場分析54-56
• 5.4.4 丙烷燃燒器試樣表面換熱分析56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 第6章 燃燒器特性對比58-64
• 6.1 燃燒器火焰流場對比58-59
• 6.2 燃燒器火焰的浮力效應(yīng)對比59-60
• 6.3 燃燒器火焰在熱電偶位置處溫度對比60-61
• 6.4 標(biāo)準(zhǔn)截面及試樣表面溫度對比61-62
• 6.5 燃燒器熱流密度及傳熱效率對比62
• 6.6 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68

，

本文編號：923441