多点直射燃烧室性能分析与结构优化设计

发布时间：2023-03-28 22:04

　　随着航空领域的发展,各国对航空发动机的性能提出更高的要求。其中,降低航空发动机燃烧室的氮氧化物排量成为发动机设计过程中的重要考量因素。在众多新型低污染燃烧室技术中,贫油直接喷射燃烧室技术具有良好的发展前景。本文在典型3×3多点直射燃烧室模型的基础上,对燃烧室头部的结构进行优化,包括回缩中心旋流器、回缩中间列旋流器、以及改变旋流器尺寸。通过数值模拟方法,采用Realizable k-?湍流模型、非预混PDF和EDC两种燃烧模型,分别计算并分析冷态工况和燃烧状态下的燃烧室内的流场特征,比较燃烧室出口温度分布情况和氮氧化物排放量,同时,对贫油熄火边界进行预测。冷态情况下,典型3×3多点直射燃烧室下游回流区长度为30⁴0mm,而中心旋流器回缩设计和中间列旋流器回缩设计的下游回流区长度为20³0mm,结果表明这两种改进的结构都能够有效的减小下游回流区面积,缩短回流区长度。而改变旋流器尺寸的设计方案,中心旋流器下游回流区长度超过50mm,且回流区范围明显扩大。本文通过数值模拟法和半经验公式法两种方法进行贫油熄火边界预测。预测结果表明,两种方法的预测结果相...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要工作
第二章 数值模拟理论基础
    2.1 控制方程
        2.1.1 连续性方程
        2.1.2 动量方程
        2.1.3 能量方程
        2.1.4 组分质量守恒方程
    2.2 物理模型
        2.2.1 湍流模型
        2.2.2 湍流燃烧模型
        2.2.3 离散相模型
    2.3 求解技术
        2.3.1 离散化
        2.3.2 计算方法
    2.4 本章小结
第三章 燃烧室模型设计与网格划分
    3.1 模型设计
    3.2 网格划分
    3.3 边界条件
        3.3.1 冷态流场边界条件
        3.3.2 燃烧流场边界条件
    3.4 本章小结
第四章 数值计算结果分析
    4.1 冷态流场分析
        4.1.1 回流区分析
        4.1.2 回流速度分布与回流区长度分析
        4.1.3 湍流动能分析
    4.2 燃烧流场分析
        4.2.1 贫油熄火边界分析
        4.2.2 燃烧室出口温度分析
        4.2.3 污染物排放分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献



本文编号：3773379