隨著我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制水平的不斷提升,發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)的增壓比逐漸增大,為了保證火焰筒內(nèi)氣流實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定充分的燃燒,進(jìn)一步提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力和燃燒效率,需要對(duì)擴(kuò)壓器性能提出更高的要求。目前國(guó)內(nèi)外普遍使用單通道短突擴(kuò)擴(kuò)壓器,前人已經(jīng)對(duì)其開(kāi)展了較多研究,但對(duì)于內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的分析依舊不足,仍存在可以完善之處;此外,三通道擴(kuò)壓器作為一種新型擴(kuò)壓器類型,逐漸得到廣大學(xué)者的關(guān)注,但目前三通道擴(kuò)壓器有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失。故本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)已使用的單通道短突擴(kuò)擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)模型,同時(shí)對(duì)比設(shè)計(jì)出三通道擴(kuò)壓器模型,利用直觀精細(xì)的水流模擬手段,先進(jìn)的粒子成像測(cè)速技術(shù)(PIV)和壓力測(cè)量,對(duì)擴(kuò)壓器內(nèi)部流場(chǎng)特性和壓力性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。實(shí)驗(yàn)主要關(guān)注不同突擴(kuò)間隙比和流量分配比下,單通道擴(kuò)壓器和三通道擴(kuò)壓器壓力性能及內(nèi)部流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,并通過(guò)對(duì)比得到最佳的突擴(kuò)間隙方案及流量分配方案。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于單通道擴(kuò)壓器而言,當(dāng)突擴(kuò)間隙比與火焰筒內(nèi)流量分配一定時(shí),增加外環(huán)流量,擴(kuò)壓器總體壓力性能呈現(xiàn)先提升后下降的規(guī)律,并且在流量分配比為0.31:0.365:0.325時(shí),總壓損失最低;突擴(kuò)間隙會(huì)對(duì)主流流動(dòng)產(chǎn)生阻塞作用,在一定范圍內(nèi)這種阻塞作用是有利于擴(kuò)壓器提高性能的,過(guò)大的突擴(kuò)間隙使得阻塞效果降低,過(guò)小的突擴(kuò)間隙會(huì)使流體進(jìn)入相應(yīng)通道時(shí)發(fā)生彎折;同時(shí),突擴(kuò)間隙比在1.6～1.8范圍內(nèi)時(shí),擴(kuò)壓器壓力性能最佳。實(shí)驗(yàn)表明,三通道擴(kuò)壓器的壓力性能普遍優(yōu)于單通道擴(kuò)壓器的,其流場(chǎng)內(nèi)雷諾應(yīng)力分布較均勻;此外,流量分配比的改變主要影響了前置擴(kuò)壓器出口速度的畸變情況,從而影響擴(kuò)壓器靜壓恢復(fù)的能力。而相較于單通道擴(kuò)壓器,三通道擴(kuò)壓器流量分配比的改變而引起的流場(chǎng)畸變現(xiàn)象較小。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V231.2
【部分圖文】：

３．多通道擴(kuò)壓器??氣動(dòng)擴(kuò)壓器為了達(dá)到足夠的擴(kuò)張角，需要增加擴(kuò)壓器的長(zhǎng)度，否則會(huì)產(chǎn)生氣流分離??現(xiàn)象。為了解決這類問(wèn)題，學(xué)者們提出多通道擴(kuò)壓器的設(shè)計(jì)理念。圖１．６為多通道擴(kuò)壓??器的示意圖，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，多通道擴(kuò)壓器是在氣動(dòng)擴(kuò)壓器的基礎(chǔ)上，使用導(dǎo)流板將擴(kuò)壓器??分割為多個(gè)通道。如圖所示，從壓氣機(jī)出口流出的氣流經(jīng)過(guò)１處被中間兩個(gè)導(dǎo)流板分割?Ｉ??為２、３、４三個(gè)通道。此時(shí)在一定的擴(kuò)壓器長(zhǎng)度下，總擴(kuò)張角達(dá)到了?２７°，每個(gè)通道擴(kuò)??張角仍較小，能夠保證通道內(nèi)流動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生氣流分離。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單便捷的提升了??氣動(dòng)擴(kuò)壓器的總體性能。?｜??Ｉ??５??

?ｉ＝ｍｚｉｒ３?９，??圖１．６多通道擴(kuò)壓器示意圖??導(dǎo)流板有兩個(gè)重要作用，一是由導(dǎo)流板分割形成的每個(gè)通道都為一小型的氣動(dòng)擴(kuò)壓??器，保證內(nèi)部流場(chǎng)平穩(wěn)順暢，不產(chǎn)生流體分離。同時(shí)各通道組合能夠得到更大的擴(kuò)張比。??而且在同樣擴(kuò)張比下，多通道擴(kuò)壓器長(zhǎng)度比氣動(dòng)擴(kuò)壓器的小很多。二是可以提前引導(dǎo)氣??流分為多股，流入火焰筒及內(nèi)外環(huán)通道內(nèi)，減小總壓損失。??４．渦控?cái)U(kuò)壓器??通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于擴(kuò)壓器而言，防止擴(kuò)壓器內(nèi)部發(fā)生流體分離是最基本??的研究課題。在１９６０年，Ｒｉｎｇｌｅｂ［５］指出旋渦可以抑制氣流發(fā)生流動(dòng)分離，并提出氣流??在旋渦的作用下可以發(fā)生大幅度的拐彎。在此理論下，１９７５年Ａｄｋｉｎｓ［６］提出了渦控?cái)U(kuò)壓??器

?ｉ＝ｍｚｉｒ３?９，??圖１．６多通道擴(kuò)壓器示意圖??導(dǎo)流板有兩個(gè)重要作用，一是由導(dǎo)流板分割形成的每個(gè)通道都為一小型的氣動(dòng)擴(kuò)壓??器，保證內(nèi)部流場(chǎng)平穩(wěn)順暢，不產(chǎn)生流體分離。同時(shí)各通道組合能夠得到更大的擴(kuò)張比。??而且在同樣擴(kuò)張比下，多通道擴(kuò)壓器長(zhǎng)度比氣動(dòng)擴(kuò)壓器的小很多。二是可以提前引導(dǎo)氣??流分為多股，流入火焰筒及內(nèi)外環(huán)通道內(nèi)，減小總壓損失。??４．渦控?cái)U(kuò)壓器??通過(guò)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于擴(kuò)壓器而言，防止擴(kuò)壓器內(nèi)部發(fā)生流體分離是最基本??的研究課題。在１９６０年，Ｒｉｎｇｌｅｂ［５］指出旋渦可以抑制氣流發(fā)生流動(dòng)分離，并提出氣流??在旋渦的作用下可以發(fā)生大幅度的拐彎。在此理論下，１９７５年Ａｄｋｉｎｓ［６］提出了渦控?cái)U(kuò)壓??器
【參考文獻(xiàn)】

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3 顏應(yīng)文;李井華;徐榕;鄧遠(yuǎn)灝;徐華勝;鐘世林;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室旋流流場(chǎng)特性PIV分析(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2012年04期

4 何躍龍;鄧遠(yuǎn)灝;顏應(yīng)文;李井華;趙堅(jiān)行;;大渦模擬模型燃燒室燃燒性能計(jì)算[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2012年09期

5 李昊;林明;張玉山;沈繼奎;陳春德;;中心突擴(kuò)燃燒室PIV實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2011年04期

6 郭延;;用超聲波流量計(jì)測(cè)量成品油計(jì)量技術(shù)[J];儀器儀表用戶;2007年01期

7 楊義紅,尹協(xié)振,陸夕云;二維波動(dòng)板流動(dòng)顯示方法研究[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2005年02期

8 程勇,汪軍;旋流燃燒室內(nèi)湍流流動(dòng)的PIV實(shí)驗(yàn)研究[J];上海理工大學(xué)學(xué)報(bào);2004年05期

9 何小民,毛軍逵,談浩元;相對(duì)突擴(kuò)間隙影響壓力損失的研究(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronau;2002年02期

10 何小民,毛軍逵,談浩元;突擴(kuò)擴(kuò)壓器突擴(kuò)間隙與壓力損失間關(guān)系的研究[J];推進(jìn)技術(shù);2002年02期

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本文編號(hào)：2853057