本文關鍵詞：高溫碳氫組分噴射特性實驗研究

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【摘要】：超燃沖壓發(fā)動機采用吸熱型碳氫燃料進行壁面冷卻,而碳氫燃料吸熱后發(fā)生裂解,生成氣相為主的小分子碳氫燃料。本文基于先進的光學測量儀器PIV和計算流體力學FLUENT仿真手段對作為裂解氣之一的乙烯噴射特性進行了研究。自行設計和搭建了氣體噴射實驗臺,設計并研制了噴嘴,氣體保護腔以及示蹤粒子加入裝置等。通過對PIV拍攝的原始圖像解析以及數(shù)據提取和相關處理,研究了溫度、壓力、噴嘴尺寸對噴射軸向速度變化和錐角的影響。對于乙烯的噴射特性,實驗能夠顯示的有限,因此用FLUENT對乙烯噴射的數(shù)值模擬作為實驗補充。主要觀察了氣體剪切層的形成和發(fā)展,溫度、壓力、湍動能云圖和它們分別對應的軸向變化曲線,壓力、溫度對勢流核長度和貫穿長度的影響。經過實驗研究發(fā)現(xiàn):在流場分布和斷面軸向速度分布方面:乙烯卷吸空氣進入射流流體,使得軸向射流流量增大,射流速度降低。乙烯濃度在軸向和徑向上隨射流發(fā)展逐漸減小,氣體射流具有擴散性和相似性。不同工況下壓力、溫度對軸向速度分布規(guī)律和噴射錐角的影響方面:壓力增大,軸向速度隨之增大,不同壓力下的軸向速度衰減趨勢相同,溫度對速度的影響主要體現(xiàn)在噴嘴出口附近。錐角隨壓力和溫度的增大而減小。數(shù)值模擬結果發(fā)現(xiàn):射流的貫穿長度隨壓力的增大而增大,隨溫度的升高而降低。射流的勢流核長度只受壓力的影響,隨壓力的升高而增大,而溫度對其幾乎沒有影響。最后對該課題的研究進行了適當總結,并對接下來的研究工作進行了展望。
【關鍵詞】：超燃沖壓發(fā)動機 PIV 軸向速度 噴射仿真 貫穿長度
【學位授予單位】：中國民航大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V235.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-12
• 1.2 燃料射流的不同形式12-13
• 1.3 燃料噴射研究方法13-14
• 1.4 燃料噴射的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 本文的主要研究內容15-16
• 第二章 高溫碳氫組分噴射PIV實驗裝置及測量方法16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 PIV測量技術及基本原理16-22
• 2.2.1 PIV測量技術原理16-17
• 2.2.2 PIV測量系統(tǒng)組成17-22
• 2.3 實驗所用PIV系統(tǒng)參數(shù)及測量方法22-28
• 2.3.1 PIV系統(tǒng)參數(shù)22-25
• 2.3.2 PIV系統(tǒng)的調試和標定25-28
• 2.4 本章小結28-30
• 第三章 高溫碳氫組分噴射特性實驗及其結果分析30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 高溫碳氫組分噴射實驗方案30-38
• 3.2.1 高溫實驗臺系統(tǒng)30-33
• 3.2.2 實驗工況設定33-34
• 3.2.3 高溫管道加熱特性34-35
• 3.2.4 實驗過程中注意事項35-38
• 3.3 高溫碳氫組分噴射特性實驗結果分析38-44
• 3.3.1 射流流場及斷面速度分布規(guī)律38-41
• 3.3.2 壓差、溫度對軸向速度分布的影響41-42
• 3.3.3 壓差、溫度對噴射錐角的影響42-44
• 3.4 本章小結44-45
• 第四章 高溫碳氫組分噴射過程的數(shù)值模擬方法及結果分析45-58
• 4.1 引言45
• 4.2 控制方程的數(shù)學模型45-52
• 4.2.1 控制方程[45-49]45-48
• 4.2.2 湍流模型的建立48-50
• 4.2.3 幾何模型的建立50
• 4.2.4 網格生成50-51
• 4.2.5 定義Part和設置邊界條件51-52
• 4.3 高溫碳氫組分噴射特性計算結果分析52-57
• 4.3.1 模擬工況設定和模型驗證52-53
• 4.3.2 模擬結果分析53-57
• 4.4 本章小結57-58
• 第五章 結論和展望58-60
• 5.1 結論58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻60-64
• 致謝64-65
• 作者簡介65

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1 劉祥燦;高溫碳氫組分噴射特性實驗研究[D];中國民航大學;2016年

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本文編號：984723