本文關(guān)鍵詞：中心鈍體駐渦燃燒室鈍體改型及燃燒特性研究

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【摘要】：中心鈍體駐渦燃燒室是美國Ramgen動力系統(tǒng)公司在其Ramgen發(fā)動機研究中提出的一種改進型駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)形式。其原理主要是通過在燃燒室筒體內(nèi)設(shè)置的前、后鈍體形成鈍體間駐渦腔,用以獲得穩(wěn)定的駐渦來保證火焰的穩(wěn)定。為了進一步探討通過前鈍體改型降低中心鈍體駐渦燃燒室總壓損失的可能性。在課題組前期研究工作的基礎(chǔ)上,本文對前鈍體形狀進行了改型設(shè)計,并對采用不同前鈍體形狀的中心鈍體駐渦燃燒室的流場和性能進行了數(shù)值模擬,獲得了不同前鈍體形式時,中心鈍體駐渦燃燒室內(nèi)部流動特征和總體性能參數(shù)。結(jié)果表明,采用圓形及V形前鈍體時,駐渦腔內(nèi)均能形成雙對渦結(jié)構(gòu),而采用梨形前鈍體時,隨著前鈍體后端面寬度減小,駐渦腔內(nèi)渦系結(jié)構(gòu)會由雙對渦結(jié)構(gòu)向單對渦結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；相比于圓形前鈍體,采用V形和梨形前鈍體時,燃燒室出口總壓損失系數(shù)最大分別下降了0.867%和7.783%；采用后端面寬度為64mmm的梨形前鈍體時,燃燒室冷態(tài)性能相對最優(yōu)。此后,利用實驗測量的手段,研究了采用最優(yōu)前鈍體的中心鈍體駐渦燃燒室的冷態(tài)性能規(guī)律,得到了不同來流馬赫數(shù)時,燃燒室的出口總壓損失系數(shù)、駐渦腔上壁面靜壓分布和上壁面油流圖譜。并對每個實驗工況進行了數(shù)值模擬,對比分析了不同工況下的流動特性。研究表明,出口總壓損失系數(shù)隨進口馬赫數(shù)的提高而提高。各工況下,駐渦腔上壁面兩側(cè)均有低壓區(qū)出現(xiàn)；駐渦腔內(nèi)均能形成駐渦。最后,利用數(shù)值模擬的手段,開展了中心鈍體駐渦燃燒室燃燒特性的研究。研究結(jié)果表明,燃燒室燃燒效率隨進口速度提高而下降,隨余氣系數(shù)降低而降低。出口溫度分布系數(shù)隨余氣系數(shù)的降低迅速下降。出口NOx質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨進口來流速度的提高迅速下降,隨總余氣系數(shù)的降低先略有下降后快速降低,隨進口總溫的提高而上升。在大多數(shù)工況下,本文所研究的中心鈍體駐渦燃燒室模型的燃燒效率均在98%左右。
【關(guān)鍵詞】：中心鈍體駐渦燃燒室 鈍體改型 冷態(tài)性能 燃燒特性
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK401
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 課題背景10
• 1.2 駐渦燃燒室國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-20
• 1.2.1 國外研究11-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究15-20
• 1.3 本文研究內(nèi)容20-21
• 第2章 實驗設(shè)備及數(shù)值方法21-31
• 2.1 實驗測量設(shè)備21-26
• 2.1.1 風(fēng)洞實驗臺21
• 2.1.2 探針與壓力測量原理21-23
• 2.1.3 油流實驗原理23-24
• 2.1.4 測量內(nèi)容及方法24-25
• 2.1.5 靜壓測量布點25
• 2.1.6 實驗件加工設(shè)備25-26
• 2.1.7 數(shù)據(jù)測量與采集系統(tǒng)26
• 2.2 數(shù)值模擬工具26-30
• 2.2.1 控制方程26-28
• 2.2.2 網(wǎng)格繪制28
• 2.2.3 求解器28
• 2.2.4 湍流模型28
• 2.2.5 非預(yù)混模型28-29
• 2.2.6 NO_x污染模型29
• 2.2.7 邊界條件29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 中心鈍體駐渦燃燒室冷態(tài)特性的研究31-49
• 3.1 前鈍體方案的選擇31-40
• 3.1.1 前鈍體形式31-32
• 3.1.2 計算模型及網(wǎng)格32-33
• 3.1.3 數(shù)值方法33
• 3.1.4 總壓損失33-34
• 3.1.5 流線分析34-37
• 3.1.6 靜壓分析37-38
• 3.1.7 駐渦腔平均速度分析38-39
• 3.1.8 駐渦腔平均湍流強度分析39-40
• 3.2 實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果40-47
• 3.2.1 出口總壓損失系數(shù)的對比40-41
• 3.2.2 駐渦腔上壁面靜壓云圖對比41-45
• 3.2.3 駐渦腔上壁極限流線對比45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第4章 中心鈍體駐渦燃燒室燃燒特性的數(shù)值研究49-64
• 4.1 研究對象49-51
• 4.1.1 幾何模型及網(wǎng)格49-50
• 4.1.2 LNG組分簡化50
• 4.1.3 工況與參數(shù)50-51
• 4.2 燃燒與流動特性分析51-62
• 4.2.1 燃燒效率分析52-53
• 4.2.2 出口溫度分布系數(shù)分析53-55
• 4.2.3 出口NO_x排放分析55-56
• 4.2.4 流線分析56-58
• 4.2.5 速度云圖分析58
• 4.2.6 總溫云圖分析58-60
• 4.2.7 NO質(zhì)量分?jǐn)?shù)云圖分析60-61
• 4.2.8 壁溫61-62
• 4.3 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1048469