脉动喷气发动机工作过程实验研究及数值分析

发布时间：2017-12-03 10:02

  本文关键词：脉动喷气发动机工作过程实验研究及数值分析

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【摘要】：本文设计并完成小型喷气式发动机综合实验台以研究燃油流量对发动机性能参数和工作稳定性的影响,通过对有阀式脉动喷气发动机工作过程的实验研究与数值模拟,为其研制提供理论研究基础及数据支撑。首先,设计并搭建了包括燃油供给子系统、测试采集子系统、点火子系统、TR-PIV瞬态流场测试子系统在内的小型喷气式发动机综合性能实验台,为小型喷气式发动机的工作特性测试提供实验平台与测试环境。其次,对有阀式脉动喷气发动机进行了一系列的实验研究。利用红外热像仪、烟气分析仪等设备测量了发动机壁面温度、燃气组分浓度、燃气温度、脉动压力等性能参数,研究了燃油流量对上述性能参数的影响。结果表明,随着燃油流量增大,脉动压力峰值升高,脉动周期减小。利用TR-PIV瞬态流场测试系统测量了发动机喷管出口的瞬态速度场。结果表明,发动机排气速度最大值并不在喷管出口,而是在喷管外侧,距离喷管出口约0.15m。最后,利用CFX对有阀式脉动喷气发动机所涉及的周期性脉动燃烧进行了数值模拟。计算所得脉动压力和脉动周期与实验数据比较吻合,由此验证了数值模型的正确性。结合数值云图,分析了脉动燃烧瞬态温度、压力及组分等特征参数的变化规律,对其工作机理进行了深入的研究与分析。利用经过实验验证的数值方法,使用CFX分析了尾喷管长度对有阀式脉动喷气发动机工作频率的影响。通过本文的实验研究以及数值模拟分析,对于分析脉动燃烧机理,优化脉动式喷气发动机的结构与工作性能有着极为重要的指导意义。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V263.3

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本文编号：1248283