交错式突片对引射器性能的影响

发布时间：2020-04-19 23:58

【摘要】：由于燃气轮机具有单机功率大、重量轻、体积小等优点,现代大型军舰通常采用燃气轮机作为主机提供动力,因为舰用燃机的出口温度高、流量大等特点,如不采取必要的降温措施,将导致机舱温度过高,不利于人员和设备的正常运行,并且受到红外制导武器的威胁,军用舰船主机排气的红外抑制对现代海战下舰艇生存有至关重要的作用,因为以上的两个原因,通常情况下在舰船排气系统中安装引射器,利用主机高温、高压的废气来引射环境大气中冷空气进行掺混降温是一种经济、可靠的手段,排气引射器有多种设计方案,结合前人对突片式引射器的研究工作,本文提出了一种新的突片布置方案,即交错式的突片布置方案,来探索交错突片对引射器工作性能的影响,本文采用成熟的商业计算流体力学软件FLUENT进行了数值模拟,得到大量数据,并对数据进行了统计分析,为今后的设计工作提供了一定参考基础,本文主要进行的工作有:1.在对新突片方案数值模拟计算之前,先结合Asim Maqsood论文的引射器实验模型建立相同的几何模型,用五种双方程湍流模型对所建立的22.5°弯管的引射器进行数值模拟,统计计算结果得到引射器引射系数和静压恢复系数曲线,并将计算结果与实验数据进行比对分析,以选取合适的湍流模型,得到结论是:Realizable k-ε可以更好的与试验数值吻合,因此在后一章的数值模拟中采用此湍流模型;2.以Asim Maqsood博士论文中的22.5°弯管引射器模型为基础,采取其主要尺寸,设计符合舰船工作特性的90°弯管引射器模型,改变主流入口的旋流角度,在冷态和热态情况下,用FLUENT对其进行数值模拟,得到无突片时引射器性能参数,以便与交错式突片引射器的性能参数作比较。3.以8突片、30°安装角度、有效堵塞面积为13%的三角形突片引射器为基础,设计突片渐变交错形式的引射器,即固定其中四个突片的安装角度,改变另四个突片的安装角,计算得到三角形和梯形渐变交错形式的引射器,在主流冷态、主流热态情况下,引射器性能参数,重点有无、突片引射器的性能参数;以及比较梯形和三角形突片混合出口平均静温、最高温度以及降温效率。4.另外计算突片对称交错形式的引射器,8个突片间隔对称交错,突片形状选取三角形,通过改变不同的交错角度,同样计算冷态、热态情况下的性能参数以得到各种性能曲线。
【图文】：

排气引射器,结构示意图

第 1 章绪论力设备，只需要简单的管道连接，所以优势十分明显。高压高速流体从主混合器入口形成一个低压区，促使次流空气向混合器的低压区流动，从而流，经过扩压器，排到环境大气，主流和次流通过流体粘性产生的剪切力热量和动量的交换，混合是一个不可逆的过程，流体的总动能是有损失的与速度差有关，速度差越大损失越大[13]。

红外抑制器,隔舱,排气引射器,引射器

哈尔滨工程大学硕士学位论文炉炉膛内喷洒用以燃烧的煤粉；在输送粘稠物质与散装颗粒物的输运过程里，引射器是最简单的运输工具；在燃气工程中，引射器是空气和燃气主要的输送机构[15]。2.排气引射器在航空航天领域上的应用引射混合器在航天、航空领域上有有所应用，包含在飞行器上的使用和地面设施上的使用两个方向。比如在地面风洞中，利用引射器来泵吸风洞中的实验气流，1995 年，在我国的空气动力学实验基地，刘政崇等科研人员设计了一个 2.4m×2.4m 的引射式跨声速风洞，采用多喷管方案和中压气源作为工作气体，成功达到了跨声速风洞常压和增压的运行[16]；用排气引射器在航空发动机试车房间内实现室内的降噪和通风；在航空上，用引射器来进行隔舱的通风冷却与降低排气噪声，由于高性能航空发动机的涡轮前的温度很高，，此外发动机附件也会散发大量的热到发动机隔舱中，通常利用发动机的高速排气泵吸隔舱的通风冷气来降低隔舱温度，发动机排气的噪声和排气速度的8次方成正比，在涡扇双涵道发动机中，用波瓣式排气引射器来降低排气速度从而降低噪声。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U674.703.2

【参考文献】