基于附面层控制的扩压器流阻特性研究

发布时间：2024-02-24 12:41

　　突扩扩压器广泛应用于航空发动机燃烧室中。为降低突扩扩压器总压损失,提高前置扩压器静压恢复系数,本文基于附面层控制的基本原理,采用CFD模拟、PIV流场测量、压力测量等方法研究了涡流发生器对扩压器流动分离,静压恢复和总压损失的影响。本文首先设计了突扩扩压器模型的基本方案,确定了扩压器进口气动参数和内外环道及火焰筒的流量分配。为保证在前置扩压器内流动发生分离,将前置扩压器内环壁面张角设计为14°,外环壁面张角设计为6°。以此突扩扩压器模型为基础,设计了不同结构参数的涡流发生器,包括涡流发生器的造型、攻角、长度和尾缘间距。在数值模拟研究中,本文选择了SST k-ω模型以对流动分离进行更好地预测,验证了网格独立性以及计算方法的准确性。研究结果表明涡流发生器确实能够抑制前置扩压器内的流动分离,改善扩压器性能,三角形涡流发生器优于矩形涡流发生器。涡流发生器的攻角对其性能影响较大,攻角的最佳值为13°。涡流发生器性能对长度和尾缘间距不是很敏感,但本文依旧给出了长度和尾缘间距的最佳值分别为1.5和3.0。在数值模拟研究的基础上,本文对涡流发生器控制的扩压器进行了试验研究,主要包括使用PIV拍摄有无涡流...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1早期航空发动机燃烧室结构简气动扩压器的优点是内外环道内气流的总压损失小，但其以下几个缺陷使得气动扩压器不

基于附面层控制的扩压器流阻特性研究航空发动机压气机出口到燃烧室主燃孔处称为燃烧室进口，通常在燃烧室进口气流分别进入内外环道和火焰筒。早期的航空发动机燃烧室结构简图如图1.1所示。这类主要特点就是头部帽罩较长，一直延伸到气流上游。帽罩和燃烧室机匣共同形成扩在压气机出口气流进行一....

图1.2环形突扩扩压器在前置扩压器内气流的边界是固体壁面，所以气流的损失较小

南京航空航天大学硕士学位论文环形突扩扩压器的简图如图1.2所示。在压气机的下游气流在一段较小的前置扩压器内减速扩压，然后进入由火焰筒头部匣共同围成的空间中，称为突扩区。在突扩区内气流分成三股，中间一股气流通过入火焰筒，另外两股分别进入内外环道。由于气流在前置扩压器出口的突然膨....

图1.3多燃烧区燃烧室

以通过贫油燃烧，或者更好的油气混合来实现。然而贫油燃烧在启动或者慢车过程中又会造成大量一氧化碳（CO）和未燃碳氢（UHC）的产生，甚至达到贫油熄火边界。解决这些问题的方法之一是设置多个燃烧区，如图1.3a和图1.3b所示。这类燃烧室的主要特点是有两个独立的燃烧区。在启动、....

图1.4涡控扩压器和组合式扩压器

南京航空航天大学硕士学位论文虽然涡控扩压器控制流动分离的机理尚未研究透彻，但是Adkins[4]还是尝试对涡控扩压器的原理进行了解释，图1.4a所示。对涡控室内的抽吸使得其内部静压要低于主流的静压。a股气流加速流入涡控室，b股气流流入涡控室外的高压区，速度降低。因此两股....

本文编号：3909009