本文關(guān)鍵詞：突擴(kuò)先進(jìn)駐渦燃燒室煤油噴霧燃燒數(shù)值模擬

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【摘要】：先進(jìn)駐渦燃燒室是美國(guó)通用公司提出的一種新概念的航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室,采用了鈍體結(jié)構(gòu)形成凹腔,在凹腔內(nèi)形成低速回流區(qū)為穩(wěn)定點(diǎn)火源提供了條件并引燃高速主流實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。該燃燒室具有火焰穩(wěn)定獨(dú)特、燃燒效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、污染物排放低等特點(diǎn),近期受到廣泛關(guān)注和研究。本文在此基礎(chǔ)上,提出了突擴(kuò)進(jìn)口型先進(jìn)駐渦燃燒室,并應(yīng)用數(shù)值模擬軟件FLUENT對(duì)其冷態(tài)流場(chǎng)和熱態(tài)煤油噴霧燃燒進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。冷態(tài)狀況下,為確定實(shí)燃燒室現(xiàn)穩(wěn)定燃燒的最佳前凸臺(tái)長(zhǎng)度,分別研究了不同前凸臺(tái)長(zhǎng)燃燒室的流場(chǎng)和總壓損失系數(shù);結(jié)果表明,前凸臺(tái)長(zhǎng)對(duì)燃燒室內(nèi)的流場(chǎng)分布影響很大。隨著L的增大,凹腔內(nèi)的旋渦數(shù)目大小和渦核心都發(fā)生變化,然而前凸臺(tái)長(zhǎng)對(duì)燃燒室總壓損失系數(shù)影響不大。分析了三種k-?湍流模型對(duì)燃燒室流場(chǎng)的影響,得出Realizable k-?湍流模型更合理地預(yù)測(cè)了燃燒室內(nèi)流場(chǎng)分布。分別研究了后鈍體開(kāi)口及其開(kāi)口角度、帶有導(dǎo)流片及其橫向位置的燃燒室冷態(tài)流場(chǎng),得出后鈍體開(kāi)口后凹腔內(nèi)的旋渦向外偏移且與后鈍體后回流區(qū)旋渦連接,開(kāi)口角度對(duì)其影響不太明顯;帶有導(dǎo)流片的凹腔旋渦主要在導(dǎo)流片后形成且導(dǎo)流片橫向位置對(duì)凹腔內(nèi)的流場(chǎng)分布影響很大。熱態(tài)狀況下,建立了燃燒室煤油噴霧燃燒物理模型,采用了合適的湍流模型、非預(yù)混燃燒模型、離散相模型、CO生成模型和詳細(xì)的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理聯(lián)合進(jìn)行燃燒室煤油噴霧燃燒數(shù)值模擬。計(jì)算方法采用Simple算法,對(duì)流相采用二階迎風(fēng)格式,近壁區(qū)使用標(biāo)準(zhǔn)壁面函數(shù)。分析了前凸臺(tái)長(zhǎng)、進(jìn)口空氣溫度、湍流模型的選擇、主燃油噴嘴噴射速度、主副燃油噴嘴流量分配、副噴嘴縱向位置和導(dǎo)流片橫向位置對(duì)燃燒性能的影響。結(jié)果表明,前凸臺(tái)長(zhǎng)L的最優(yōu)值為30mm;進(jìn)口溫度對(duì)燃燒性能影響很大,提高進(jìn)口氣流的溫度有利于煤油的霧化氣化,然而燃燒效率降低,出口高溫區(qū)域越來(lái)越大;realizable k-?湍流模型和非預(yù)混燃燒模型(PDF)對(duì)燃燒室燃燒的模擬是適合的;后鈍體開(kāi)口角度最優(yōu)值為15°;提高主燃油噴嘴的噴射速度有利于提高燃燒室的燃燒效率;凹腔內(nèi)和后鈍體后回流區(qū)的溫度場(chǎng)以及出口溫度均勻分布系數(shù)在不同燃油分配下相差明顯,所以應(yīng)該合理的分配主副噴嘴的燃油流量;副噴嘴縱向位置和導(dǎo)流片橫向位置對(duì)燃燒室的溫度場(chǎng)和污染物排放影響很大。通過(guò)對(duì)突擴(kuò)進(jìn)口型先進(jìn)駐渦燃燒室煤油噴霧燃燒流動(dòng)的數(shù)值模擬結(jié)果分析對(duì)比,說(shuō)明了本文所建立的物理模型能過(guò)很好地模擬出該燃燒室的煤油噴霧燃燒性能,為下一步先進(jìn)駐渦燃燒室的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：突擴(kuò)進(jìn)口型先進(jìn)駐渦燃燒室 導(dǎo)流片 噴霧 湍流燃燒 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V231.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容17
• 1.5 本章小結(jié)17-19
• 第2章 數(shù)值計(jì)算模型及方法19-31
• 2.1 控制流體流動(dòng)和燃燒的基本方程19-20
• 2.2 湍流方程20-23
• 2.2.1 湍流模型簡(jiǎn)介20-21
• 2.2.2 不同湍流模型的比較21-22
• 2.2.3 湍流模型的選擇22-23
• 2.3 近壁區(qū)域處理23
• 2.4 燃燒模型23-24
• 2.4.1 概率密度函數(shù)模型24
• 2.5 離散相模型24-25
• 2.6 液滴軌道跟蹤模型25-28
• 2.7 網(wǎng)格無(wú)關(guān)性驗(yàn)證和算例驗(yàn)證28-30
• 2.8 本章小節(jié)30-31
• 第3章 燃燒室造型和網(wǎng)格劃分及其冷態(tài)分析31-44
• 3.1 燃燒室?guī)缀文Ｐ?/span>31-32
• 3.1.1 幾何建模31-32
• 3.2 網(wǎng)格生成技術(shù)32-35
• 3.3 突擴(kuò)進(jìn)口型先進(jìn)駐渦燃燒室冷態(tài)分析35-43
• 3.3.1 計(jì)算模型和邊界條件35
• 3.3.2 研究方案35
• 3.3.3 計(jì)算結(jié)果和分析35-43
• 3.3.3.1 前凸臺(tái)長(zhǎng)及進(jìn)口空氣溫度對(duì)燃燒室冷態(tài)流場(chǎng)的影響35-39
• 3.3.3.2 湍流模型對(duì)流場(chǎng)影響分析39-40
• 3.3.3.3 后鈍體開(kāi)口對(duì)流場(chǎng)影響分析40-42
• 3.3.3.4 帶有導(dǎo)流片燃燒室冷態(tài)分析42-43
• 3.4 本章小節(jié)43-44
• 第4章 燃燒室煤油噴霧燃燒數(shù)值模擬44-69
• 4.1 燃料的選擇44-45
• 4.2 計(jì)算模型、方法和邊界條件設(shè)置45-46
• 4.3 數(shù)學(xué)模型參數(shù)設(shè)置46-50
• 4.3.1 PDF設(shè)置46
• 4.3.2 離散相模型的設(shè)置46-49
• 4.3.3 噴射源參數(shù)設(shè)置49-50
• 4.4 燃燒室燃燒計(jì)算工況50-51
• 4.5 計(jì)算結(jié)果與分析51-67
• 4.5.1 前凸臺(tái)長(zhǎng)L對(duì)燃燒性能的影響51-54
• 4.5.2 不同湍流模型的對(duì)比54-55
• 4.5.3 進(jìn)口氣流溫度對(duì)燃燒性能的影響55-57
• 4.5.4 后鈍體開(kāi)口對(duì)燃燒性能的影響57-58
• 4.5.5 主噴嘴煤油噴射速度對(duì)燃燒室燃燒的影響58-60
• 4.5.6 主副噴嘴燃油流量分配對(duì)燃燒的影響分析60-63
• 4.5.7 凹腔副噴嘴縱向位置對(duì)燃燒的影響分析63-65
• 4.5.8 導(dǎo)流片橫向位置對(duì)燃燒的影響分析65-67
• 4.6 本章總結(jié)67-69
• 第5章 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 本文研究結(jié)論69-70
• 5.2 研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75-76
• 致謝76-77

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1 吳吉湘,錢(qián)龍文,張逸敏,錢(qián)品根,徐淑,陸衛(wèi)國(guó);關(guān)于旋流式燃燒室工作過(guò)程若干問(wèn)題的研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);1983年03期

2 夏來(lái)慶,馬元驥,金暉;斜盤(pán)形燃燒室用于解放發(fā)動(dòng)機(jī)的研究[J];汽車(chē)工程;1986年03期

3 孟祥泰,劉高恩;燃燒室進(jìn)口高溫高壓狀態(tài)下一氧化碳排放特性研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2000年01期

4 李繼保,胡正義;高溫升高熱容燃燒室設(shè)計(jì)技術(shù)分析[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2000年04期

5 李繼保,劉大響;局部富油供油擴(kuò)展燃燒室貧油點(diǎn)火熄火邊界研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2003年02期

6 尚守堂;程明;李鋒;張軍峰;馬宏宇;;低排放長(zhǎng)壽命燃燒室關(guān)鍵技術(shù)分析[J];航空制造技術(shù);2009年02期

7 謝超;王力軍;;新概念燃燒室應(yīng)用高溫空氣燃燒技術(shù)的數(shù)值模擬[J];沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);2009年01期

8 張弛;王建臣;覃清欽;杜鵬;姚翔;林宇震;許全宏;;微型燃?xì)廨啓C(jī)乙醇燃燒室點(diǎn)火與熄火試驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2009年09期

9 黎明;吳二平;唐明;;高溫升蒸發(fā)型雙腔燃燒室的設(shè)計(jì)[J];推進(jìn)技術(shù);2010年04期

10 李杰;;先進(jìn)低氮氧化物排放燃燒室技術(shù)分析[J];航空科學(xué)技術(shù);2010年04期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 史家榮;;短環(huán)燃燒室點(diǎn)火和燃燒穩(wěn)定性能研究[A];探索創(chuàng)新交流－－中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2004年

2 尚守堂;程明;張軍峰;李鋒;馬宏宇;;低排放長(zhǎng)壽命燃燒室關(guān)鍵技術(shù)分析[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國(guó)航空學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

3 李飛;余西龍;顧洪斌;李智;林鑫;陳立紅;張新宇;;超燃燃燒室氣流參數(shù)診斷[A];第三屆高超聲速科技學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議文集[C];2010年

4 郎洪儉;黃勇;郭志輝;;雙軸向旋流杯燃燒室主燃區(qū)流場(chǎng)特性[A];中國(guó)動(dòng)力工程學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

5 李杰;;富油燃燒-猝熄-貧油燃燒(RQL)燃燒室技術(shù)分析[A];第三屆民用飛機(jī)先進(jìn)制造技術(shù)及裝備論壇論文匯編[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 林立恒;電爐一次廢氣抽吸系統(tǒng)改進(jìn)[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2011年

2 徐華勝;航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室新技術(shù)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2012年

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1 余超;中低熱值氣體燃料錐形穩(wěn)燃裝置數(shù)值和實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2014年

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3 程曉軍;串聯(lián)式TBCC超級(jí)燃燒室燃燒組織及性能研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

4 吳鑫楠;燃?xì)廨啓C(jī)含氫燃料稀釋燃燒技術(shù)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2016年

5 林慶國(guó);空間軌控發(fā)動(dòng)機(jī)高效燃燒室仿真與試驗(yàn)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

6 李雅軍;環(huán)管型燃燒室點(diǎn)火及熄火特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

7 黃明明;燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室柔和燃燒機(jī)理與性能研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2014年

8 王利和;固體燃料超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室工作過(guò)程理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];北京理工大學(xué);2015年

9 曾青華;貧直噴燃燒室理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

10 張?chǎng)H鵬;基于燃?xì)庠傺h(huán)的高壓燃燒技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2004年

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1 王瑾;小型航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室參數(shù)化數(shù)值模擬方法研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

2 徐潘龍;基于定容燃燒室的可視化試驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)發(fā)[D];吉林大學(xué);2016年

3 黎歡;突擴(kuò)先進(jìn)駐渦燃燒室煤油噴霧燃燒數(shù)值模擬[D];南昌航空大學(xué);2016年

4 杜丹陽(yáng);不同壓縮比下活塞頂部形狀對(duì)汽油機(jī)燃燒特性的影響研究[D];燕山大學(xué);2016年

5 周子琛;燃?xì)廨啓C(jī)柔和燃燒室研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2016年

6 朱宏飛;某增壓汽油發(fā)動(dòng)機(jī)氣道和燃燒室優(yōu)化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[D];華南理工大學(xué);2016年

7 黃行良;燃?xì)廨啓C(jī)干式低NO_X燃燒室的方案設(shè)計(jì)及性能分析[D];上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院;2016年

8 楊牧歌;微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

9 張崢;燃燒室燃油噴霧場(chǎng)特性研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

10 齊海帆;燃燒室頭部設(shè)計(jì)對(duì)燃燒室性能影響研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：998191