多孔介质对大体积力场中预混燃烧稳定性的影响

发布时间：2017-10-17 05:00

  本文关键词：多孔介质对大体积力场中预混燃烧稳定性的影响

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【摘要】：近年来,航天科技的发展日新月异,在大体积力场中的燃烧问题受到越来越多的关注。在以往的研究中发现,航天发动机经常会出现空中熄火等问题,而在地面模拟实验中则不存在这样的问题。有关学者经过大量研究得出其原因在于大体积力作用使得发动机内部燃烧稳定性下降,导致熄火。多孔介质作为一种新型材料,以其有效减少污染物排放、提高燃烧效率和燃烧稳定性等优点被广泛应用于燃烧领域,那么在燃烧室中加入多孔介质是否能够有效改善由大体积力导致的燃烧不稳定问题呢?针对这一问题,笔者通过数值模拟的方法,对多孔介质对大体积力场中预混火焰稳定性的影响进行了研究讨论,希望能够为解决实际问题提供一些参考。首先建立二维轴对称模型,则单向体积力均匀分布在整个燃烧室内部,保持体积力不发生变化,通过观察加入多孔介质之后燃烧室内流场、温度场以及火焰的脱火、回火极限的变化规律和可燃流速极限、燃烧反应速率、火焰面的形状等随体积力的变化规律,分析均匀体积力场中多孔介质对燃烧火焰特性的影响。结果表明:多孔介质可以提高燃烧反应速率,减小燃烧反应速率最大值随体积力变化的幅度,提高预混火焰的稳定性,但单向体积力的大小和方向不同时,多孔介质对火焰稳定性的影响也不同。然后,建立三维几何模型,通过改变射流方向从而改变射流角度,进而改变体积力的大小和方向,观察加入多孔介质之后不同射流角度下燃烧室的温度分布、火焰熄火极限等参数的变化规律,研究多孔介质对不同射流角度下预混燃烧稳定性的影响。结果表明:射流角度为0时最有利于大体积力场中火焰的稳定燃烧。多孔介质的加入可以提高火焰燃烧稳定性,但是对不同射流角度下火焰稳定性的影响程度不同。
【关键词】：多孔介质 体积力 预混燃烧 火焰稳定性 FLUENT 数值模拟
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V430;TK16
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本文编号：1046903