DGEN380发动机生物燃料燃烧特性分析
发布时间：2021-12-31 11:45
近年来,随着我国经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,我国的航空运输业得以快速发展,我国对传统的航空燃料尤其是航空煤油的消耗逐年增加,导致我国航空碳排放量急剧增加。另外,随着人们环保意识的不断加强及对温室效应关注度的提高,航空运输业面临巨大的CO2减排压力,而生物燃料在整个生命周期内的碳排放比航空煤油减少50%以上,因此对生物燃料在航空发动机上的应用进行研究具有重要的意义。本文通过数值模拟研究生物燃料在航空发动机上的燃烧特性,主要研究生物燃料的贫油熄火特性,研究在未来用生物燃料替代航空煤油的可行性,进一步地,通过修改燃烧室的模型,研究旋流器套筒出口形式对生物燃料燃烧性能的影响。本文以DGEN380发动机为研究对象,生物燃料选取生物乙醇和生物柴油,首先通过Geomagic Studio得到燃烧室的尺寸数据并在UG中进行逆向建模,用Fluent进行数值模拟并将模拟值与试验值进行对比,验证了燃烧室模型的正确性;然后对燃烧室的稳态燃烧过程进行模拟,通过燃油稳态逐次逼近法和特征节点法预测航空煤油的贫油熄火极限,并将航空煤油的贫油熄火极限与生物柴油、生物乙醇进行对比;最后通...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
火焰筒
中建立截面曲线用于截取模型截面上的曲线，将截面导入 UG 中分析并从而得到燃烧室模型的数据。流器建模流器主要用于产生旋涡流动，用以稳定火焰并促进燃料与空气的混合。烧室中，常用的旋流器主要分为三类：轴流式空气旋流器、径向式空气空气旋流器。本文采用的旋流器为径向式旋流器，分为两级，第一级为，第二级为带出口环形通道。流器叶片各个边的偏转角度及长度均从燃烧室的截面曲线得出。一级旋 3-2（a）所示，从上游看，旋流叶片呈顺时针旋转，一级旋流器包括 8口环形通道；二级旋流器模型如图 3-2（b）所示，从上游看，旋流器叶，二级旋流器包括 12 个叶片，为带出口环形通道，由于本文的旋流器接计算，后面将从其定义出发，根据数值模拟结果进行积分求解。
（a）侧视图 （b）斜视图图 3-3 旋流器筒建模及流体域筒是进行燃烧反应的地方，燃料在此与空气混合燃烧释放大量的热量焰筒的冷却。火焰筒的模型如图 3-4 所示，参数均从截面曲线上获取烧室的 1/13 进行建模，包括 2 个内环主燃孔，2 个外环主燃孔，3 个位于中心截面，2 个位于旋转周期面），3 个外环掺混孔（1 个位于中旋转周期面），3 个外环冷却缝，3 个内环冷却缝，冷却缝用于替代气量的分配。
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料组分差异对贫油熄火边界的影响[J]. 张捷,周文杰,杨晓奕. 航空动力学报. 2018(11)
[2]公交车基于不同燃油的实际道路排放性与燃油经济性[J]. 郭勇,于全顺,王运静,王长园,李轶. 环境科学学报. 2018(12)
[3]我国大气污染状况浅析[J]. 贾福强. 工程建设与设计. 2017(12)
[4]生物燃料产业扩张:从全球性变化到全球性治理[J]. 薛狄. 税务与经济. 2017(02)
[5]某型航空发动机燃烧室煤油改柴油燃烧特性研究[J]. 冯华仲,马朝,杨永刚,梁越,黎明,索建秦. 航空工程进展. 2017(01)
[6]三旋流器加装外套环对燃烧性能的影响[J]. 莫妲,程明,张成凯,林宏军,万斌. 航空动力学报. 2016(07)
[7]贫油预混预蒸发燃烧室排放试验研究[J]. 邓远灏,马存祥,郭凯,徐华胜,张靖周. 推进技术. 2016(04)
[8]我国生物燃料产业的发展现状与路径[J]. 马国阳,倪佳辉. 经营与管理. 2016(02)
[9]后喷射策略下生物柴油对发动机燃烧和排放影响的数值模拟[J]. 孙梦婷,成晓北,王兆文,杨谨,吴辉. 内燃机工程. 2017(04)
[10]我国航空生物燃料的开发情况[J]. 宋锦玉,于万舒,裴永浩,史春薇,闫玉玲,宋官龙,王德慧. 应用化工. 2016(02)
博士论文
[1]环管型燃烧室点火及熄火特性研究[D]. 李雅军.哈尔滨工程大学 2013
[2]环形燃烧室两相燃烧流场与燃烧性能数值研究[D]. 蔡文祥.南京航空航天大学 2007
本文编号：3560196
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
火焰筒
中建立截面曲线用于截取模型截面上的曲线，将截面导入 UG 中分析并从而得到燃烧室模型的数据。流器建模流器主要用于产生旋涡流动，用以稳定火焰并促进燃料与空气的混合。烧室中，常用的旋流器主要分为三类：轴流式空气旋流器、径向式空气空气旋流器。本文采用的旋流器为径向式旋流器，分为两级，第一级为，第二级为带出口环形通道。流器叶片各个边的偏转角度及长度均从燃烧室的截面曲线得出。一级旋 3-2（a）所示，从上游看，旋流叶片呈顺时针旋转，一级旋流器包括 8口环形通道；二级旋流器模型如图 3-2（b）所示，从上游看，旋流器叶，二级旋流器包括 12 个叶片，为带出口环形通道，由于本文的旋流器接计算，后面将从其定义出发，根据数值模拟结果进行积分求解。
（a）侧视图 （b）斜视图图 3-3 旋流器筒建模及流体域筒是进行燃烧反应的地方，燃料在此与空气混合燃烧释放大量的热量焰筒的冷却。火焰筒的模型如图 3-4 所示，参数均从截面曲线上获取烧室的 1/13 进行建模，包括 2 个内环主燃孔，2 个外环主燃孔，3 个位于中心截面，2 个位于旋转周期面），3 个外环掺混孔（1 个位于中旋转周期面），3 个外环冷却缝，3 个内环冷却缝，冷却缝用于替代气量的分配。
【参考文献】：
期刊论文
[1]燃料组分差异对贫油熄火边界的影响[J]. 张捷,周文杰,杨晓奕. 航空动力学报. 2018(11)
[2]公交车基于不同燃油的实际道路排放性与燃油经济性[J]. 郭勇,于全顺,王运静,王长园,李轶. 环境科学学报. 2018(12)
[3]我国大气污染状况浅析[J]. 贾福强. 工程建设与设计. 2017(12)
[4]生物燃料产业扩张:从全球性变化到全球性治理[J]. 薛狄. 税务与经济. 2017(02)
[5]某型航空发动机燃烧室煤油改柴油燃烧特性研究[J]. 冯华仲,马朝,杨永刚,梁越,黎明,索建秦. 航空工程进展. 2017(01)
[6]三旋流器加装外套环对燃烧性能的影响[J]. 莫妲,程明,张成凯,林宏军,万斌. 航空动力学报. 2016(07)
[7]贫油预混预蒸发燃烧室排放试验研究[J]. 邓远灏,马存祥,郭凯,徐华胜,张靖周. 推进技术. 2016(04)
[8]我国生物燃料产业的发展现状与路径[J]. 马国阳,倪佳辉. 经营与管理. 2016(02)
[9]后喷射策略下生物柴油对发动机燃烧和排放影响的数值模拟[J]. 孙梦婷,成晓北,王兆文,杨谨,吴辉. 内燃机工程. 2017(04)
[10]我国航空生物燃料的开发情况[J]. 宋锦玉,于万舒,裴永浩,史春薇,闫玉玲,宋官龙,王德慧. 应用化工. 2016(02)
博士论文
[1]环管型燃烧室点火及熄火特性研究[D]. 李雅军.哈尔滨工程大学 2013
[2]环形燃烧室两相燃烧流场与燃烧性能数值研究[D]. 蔡文祥.南京航空航天大学 2007
本文编号：3560196
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