带有导流片的大速差射流燃烧器的数值研究

发布时间：2017-09-08 21:29

  本文关键词：带有导流片的大速差射流燃烧器的数值研究

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【摘要】：航空发动机是飞机的心脏,它的技术水平是决定飞机飞行性能和战斗能力高低的重要因素之一,是我国研制军用飞机和大飞机计划的主要技术瓶颈之一。在我国飞机的发动机来源主要是靠进口,为打破这一处境更好的提升飞机在我国的飞行性能,研制出高性能航空发动机是目前的大势所趋。本文主要研究了不同的入口边界条件和不同的导流板结构形式对燃烧器燃烧效果的影响,通过数值仿真模拟得到了以下主要结论:(1)在不同燃料送入速度的入口边界条件下,随着燃料送入速度的增加,燃烧器内部流程的最大速度也随之增大,而温度先增大后降低,在速度为20m/s时燃烧较高,NOx的浓度也是先降低后增加,在20m/s时的浓度相对较低,为了使燃烧器达到最好的燃烧效果,可以选取燃料送入速度在20m/s。(2)在不同的送风速度入口边界条件下,随着送风速度的提高,燃烧器内部流程的最大速度基本不变,温度随着速度的增加而提高,在速度为15m/s时燃烧较高,NOx的浓度也是先降低后增加,在10m/s时的浓度相对较低,综合考虑经济等因素,为了使燃烧器达到最好的燃烧效果,可以选取送风速度为10m/s。(3)不同导流板结构对燃烧效果会产生明显的不同,其中菱形导流板可以使燃烧器产生最大的速度,而燃烧器内部温度最高的也是菱形导流板结构,NOx的浓度最低的是三角形导流板结构,综合考虑三方面的影响因素,为了使燃烧器达到最好的燃烧效果,可以选择菱形导流板结构。(4)对不同菱形导流板尺寸情况下的燃烧器燃烧效果进行数值仿真模拟发现,在长宽比为3时可以使燃烧器产生最大的速度,在长宽比为2.5时,燃烧器燃料燃烧产生的温度最高,而在长宽比为2.5时,NOx的浓度最低,为了使燃烧器达到最好的燃烧效果,可以选择长宽比为2.5。
【关键词】：航空发动机 仿真模拟 导流片 大差速 射流
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V231.2
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 选题的背景和意义8-9
• 1.2 课题研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 课题研究内容11-13
• 第2章 燃烧器模拟的计算方法13-22
• 2.1 质量守恒方程（连续性方程）13-14
• 2.2 CFD模型的离散方法14-16
• 2.2.1 有限差分法(FDM)14-15
• 2.2.2 有限元法（FEM）15
• 2.2.3 有限体积法（FVM）15-16
• 2.3 湍流模型16-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 燃烧器建模和边界条件设置22-31
• 3.1 FLUENT软件介绍22
• 3.2 燃烧器建模22-23
• 3.3 模型网格划分23-26
• 3.4 仿真模拟边界条件26-30
• 3.5 本章小结30-31
• 第4章 不同边界条件下燃烧器仿真模拟结果分析31-53
• 4.1 不同燃料速度下的燃烧器仿真模拟31-42
• 4.2 不同送风速度下的燃烧器仿真模拟42-51
• 4.3 结果分析51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第5章 燃烧器结构优化53-71
• 5.1 不同类型导流板模拟结果分析53-62
• 5.1.1 三角形导流板燃烧器结构优化结果53-56
• 5.1.2 棱形导流板燃烧器结构优化56-59
• 5.1.3 王字形燃烧器结构优化59-62
• 5.2 同一类型不同尺寸燃烧器仿真模拟62-69
• 5.3 燃烧器结构优化分析69-70
• 5.4 本章小结70-71
• 第6章 结论71-72
• 6.1 结论71
• 6.2 存在问题及展望71-72
• 参考文献72-76
• 致谢76-77

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本文编号：816428