超燃沖壓發(fā)動機具有比沖大、速度快等優(yōu)點,時大氣層內(nèi)部高超聲速飛行器的最佳動力裝置,超燃沖壓發(fā)動機的最關鍵部件是發(fā)動機燃燒室,在短的工作距離內(nèi)實現(xiàn)航空煤油的摻混、點火、穩(wěn)燃等過程是燃燒室燃燒所亟需解決的關鍵問題。另一方面,發(fā)動機燃燒室壁面存在巨大的熱防護壓力,解決燃燒室壁面熱防護問題實現(xiàn)燃燒室長時間穩(wěn)定工作也是一個難點。為此,本文中進行了不同支板/壁面分配對超聲速燃燒室燃燒性能的研究工作,主要內(nèi)容如下:首先,根據(jù)地面實驗需求進行了燃燒室結構設計。根據(jù)需要進行的噴油工況對燃燒室尺寸進行了設計,確定燃燒室總擴張比及各段長度,同時對發(fā)動機地面直連式試驗臺相關部件及工作原理進行了簡單介紹,為以后幾章內(nèi)容做好鋪墊。對支板/壁面組合噴油方式進行了三維仿真研究,對比了不同工況下燃料的摻混及燃燒特性。通過對冷流摻混的計算,發(fā)現(xiàn)采用組合噴油的方式在噴注開始時質(zhì)量就得到了分散,更加有利于摻混即摻混效率較高。不同支板/壁面燃油配比會對燃燒室性能產(chǎn)生較大影響,發(fā)現(xiàn)當支板/壁面燃油均勻分配的時候燃燒室具有最優(yōu)性能。壁面噴油位置處左右壁面氧氣含量豐富,左右壁面噴油比上下壁面噴油燃燒性能更優(yōu)。通過對比,發(fā)現(xiàn)支板/壁面...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 本文研究背景
    1.2 超燃沖壓發(fā)動機燃燒與冷卻之間的耦合關系
        1.2.1 超燃沖壓發(fā)動機設計中壁面熱流高冷卻困難
        1.2.2 燃燒組織方式對燃燒室壁面熱流影響
        1.2.3 為保證燃燒效率冷卻用燃料應盡可能完全燃燒
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超燃沖壓發(fā)動機燃燒組織方式研究
        1.3.2 超燃沖壓發(fā)動機壁面熱防護方式研究
    1.4 支板/壁面組合噴油燃燒組織方式提出
    1.5 本文主要工作
第2章 地面試驗系統(tǒng)及數(shù)值模擬方法介紹
    2.1 引言
    2.2 地面直連式試驗臺介紹
        2.2.1 直連式試驗臺總體介紹
        2.2.2 直連式試驗臺加熱器介紹
        2.2.3 直連式試驗臺供油系統(tǒng)介紹
    2.3 燃燒室試驗段介紹
        2.3.1 燃燒室試驗段尺寸確定設計原則
        2.3.2 燃燒室試驗段構型介紹
        2.3.3 中心支板及壁面噴油法蘭設計
    2.4 數(shù)值模擬方法及網(wǎng)格生成
        2.4.1 物理模型
        2.4.2 數(shù)值模擬模型
        2.4.3 網(wǎng)格生成方法
        2.4.4 數(shù)值模擬方法
        2.4.5 收斂策略
        2.4.6 數(shù)值計算結果驗證
    2.5 本章小結
第3章 組合噴射燃燒室燃燒特性數(shù)值研究
    3.1 引言
    3.2 不同支板/壁面噴油比例對燃料摻混影響特性
        3.2.1 模擬工況介紹
        3.2.2 摻混評定標準以及總壓損失的定義
        3.2.3 支板/壁面組合噴油冷態(tài)摻混結果分析
        3.2.4 支板/壁面組合噴油冷態(tài)摻混結果總結
    3.3 不同支板/壁面噴油比例超聲速燃燒特性仿真研究
        3.3.1 不同燃油配比燃燒室壓力變化關系
        3.3.2 中心支板火焰擴散與壁面燃油燃燒過程分析
        3.3.3 不同支板/壁面燃油分配燃燒室性能評價
    3.4 不同壁面噴油位置對燃燒特性的影響
        3.4.1 不同壁面噴油位置對壁面燃燒過程影響
        3.4.2 不同壁面噴油位置燃燒室性能評價
    3.5 支板/壁面與支板/凹腔燃燒組織方式燃燒室性能對比
    3.6 本章小結
第4章 燃油分配對燃燒性能影響的試驗研究
    4.1 引言
    4.2 實驗時序與實驗過程介紹
    4.3 燃油分配對燃燒室隔離段穩(wěn)定裕度影響特性研究
        4.3.1 燃燒室穩(wěn)定裕度定義
        4.3.2 單支板噴油燃燒室穩(wěn)定裕度探究
        4.3.3 支板/壁面組合噴油對提高燃燒室穩(wěn)定裕度作用
        4.3.4 不同燃油分配對燃燒室穩(wěn)定裕度影響
    4.4 支板/壁面組合噴油燃燒室性能評估
        4.4.1 燃燒室性能評價指標定義
        4.4.2 單支板噴油燃燒室性能評估
        4.4.3 支板/壁面組合噴油燃燒室性能評估
    4.5 不同壁面噴油位置燃燒特性分析
    4.6 本章小結
第5章 組合噴油方式對燃燒室壁面熱流影響
    5.1 引言
    5.2 被動冷卻燃燒室壁面熱流評估
        5.2.1 數(shù)學問題描述及建模簡介
        5.2.2 不同燃燒組織方式下壁面熱流結果對比
    5.3 主動冷卻發(fā)動機壁面熱流評估
        5.3.1 主動冷卻發(fā)動機結構
        5.3.2 主動冷卻發(fā)動機壁面熱流計算方法
        5.3.3 冷卻劑煤油熱平衡終值溫度預測
        5.3.4 不同燃燒組織方式熱流密度評估
    5.4 支板/壁面組合噴油燃燒室總體性能評價
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3862798