本文關(guān)鍵詞：高溫碳?xì)浣M分噴射特性實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用吸熱型碳?xì)淙剂线M(jìn)行壁面冷卻,而碳?xì)淙剂衔鼰岷蟀l(fā)生裂解,生成氣相為主的小分子碳?xì)淙剂稀１疚幕谙冗M(jìn)的光學(xué)測量儀器PIV和計(jì)算流體力學(xué)FLUENT仿真手段對作為裂解氣之一的乙烯噴射特性進(jìn)行了研究。自行設(shè)計(jì)和搭建了氣體噴射實(shí)驗(yàn)臺,設(shè)計(jì)并研制了噴嘴,氣體保護(hù)腔以及示蹤粒子加入裝置等。通過對PIV拍攝的原始圖像解析以及數(shù)據(jù)提取和相關(guān)處理,研究了溫度、壓力、噴嘴尺寸對噴射軸向速度變化和錐角的影響。對于乙烯的噴射特性,實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝻@示的有限,因此用FLUENT對乙烯噴射的數(shù)值模擬作為實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充。主要觀察了氣體剪切層的形成和發(fā)展,溫度、壓力、湍動(dòng)能云圖和它們分別對應(yīng)的軸向變化曲線,壓力、溫度對勢流核長度和貫穿長度的影響。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):在流場分布和斷面軸向速度分布方面:乙烯卷吸空氣進(jìn)入射流流體,使得軸向射流流量增大,射流速度降低。乙烯濃度在軸向和徑向上隨射流發(fā)展逐漸減小,氣體射流具有擴(kuò)散性和相似性。不同工況下壓力、溫度對軸向速度分布規(guī)律和噴射錐角的影響方面:壓力增大,軸向速度隨之增大,不同壓力下的軸向速度衰減趨勢相同,溫度對速度的影響主要體現(xiàn)在噴嘴出口附近。錐角隨壓力和溫度的增大而減小。數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn):射流的貫穿長度隨壓力的增大而增大,隨溫度的升高而降低。射流的勢流核長度只受壓力的影響,隨壓力的升高而增大,而溫度對其幾乎沒有影響。最后對該課題的研究進(jìn)行了適當(dāng)總結(jié),并對接下來的研究工作進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī) PIV 軸向速度 噴射仿真 貫穿長度
【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】：V235.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-12
• 1.2 燃料射流的不同形式12-13
• 1.3 燃料噴射研究方法13-14
• 1.4 燃料噴射的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第二章 高溫碳?xì)浣M分噴射PIV實(shí)驗(yàn)裝置及測量方法16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 PIV測量技術(shù)及基本原理16-22
• 2.2.1 PIV測量技術(shù)原理16-17
• 2.2.2 PIV測量系統(tǒng)組成17-22
• 2.3 實(shí)驗(yàn)所用PIV系統(tǒng)參數(shù)及測量方法22-28
• 2.3.1 PIV系統(tǒng)參數(shù)22-25
• 2.3.2 PIV系統(tǒng)的調(diào)試和標(biāo)定25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-30
• 第三章 高溫碳?xì)浣M分噴射特性實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果分析30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 高溫碳?xì)浣M分噴射實(shí)驗(yàn)方案30-38
• 3.2.1 高溫實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)30-33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)工況設(shè)定33-34
• 3.2.3 高溫管道加熱特性34-35
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)過程中注意事項(xiàng)35-38
• 3.3 高溫碳?xì)浣M分噴射特性實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析38-44
• 3.3.1 射流流場及斷面速度分布規(guī)律38-41
• 3.3.2 壓差、溫度對軸向速度分布的影響41-42
• 3.3.3 壓差、溫度對噴射錐角的影響42-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 高溫碳?xì)浣M分噴射過程的數(shù)值模擬方法及結(jié)果分析45-58
• 4.1 引言45
• 4.2 控制方程的數(shù)學(xué)模型45-52
• 4.2.1 控制方程[45-49]45-48
• 4.2.2 湍流模型的建立48-50
• 4.2.3 幾何模型的建立50
• 4.2.4 網(wǎng)格生成50-51
• 4.2.5 定義Part和設(shè)置邊界條件51-52
• 4.3 高溫碳?xì)浣M分噴射特性計(jì)算結(jié)果分析52-57
• 4.3.1 模擬工況設(shè)定和模型驗(yàn)證52-53
• 4.3.2 模擬結(jié)果分析53-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第五章 結(jié)論和展望58-60
• 5.1 結(jié)論58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-65
• 作者簡介65

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本文編號：984723