燃?xì)廨啓C高溫部件熱輻射特性分析.pdf

1、燃?xì)廨啓C在國防事業(yè)及工業(yè)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用，為滿足更高性能指標(biāo)的需求，其內(nèi)部燃?xì)鉁囟仍絹碓礁?，燃機的安全性及穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻的考驗。高溫使得輻射換熱成為壁面熱量不可忽略的來源之一，研究并掌握輻射場內(nèi)溫度及輻射熱流等參數(shù)的分布情況對改善燃機熱環(huán)境有著重要意義。
　　本文以某燃?xì)廨啓C環(huán)形燃燒室及一級渦輪為對象，利用Fluent及自編程軟件，對燃燒室及渦輪區(qū)輻射熱環(huán)境進(jìn)行了耦合計算分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.帶有氣膜冷卻

2、結(jié)構(gòu)的燃燒室輻射熱環(huán)境預(yù)測與分析：采用Fluent軟件，計算分析了不同工況對燃燒室內(nèi)輻射場的溫度分布及輻射熱流空間分布的影響。并得出結(jié)論：進(jìn)氣壓力降低時，壁面溫度的最大增幅為255K，輻射投射熱流密度的最大增幅為29W/cm2；油氣比增加0.01時，溫度的最大增幅為245K，輻射投射熱流密度的最大增幅為135W/cm2。考慮輻射時，壁面溫度較無輻射模型時升高較多，壁面溫度增幅最大可達(dá)到219K。
　　2.渦輪區(qū)輻射熱環(huán)境預(yù)測與分析

3、研究：對Fluent計算結(jié)果分析，并得出以下結(jié)論：整體而言，燃燒室進(jìn)氣壓力的降低使得渦輪區(qū)壁面溫度及輻射投射熱流升高，但在小部分區(qū)域內(nèi)變化較為復(fù)雜。葉片及機匣表面最高溫度分別為2048K與2008K，最大輻射投射熱流密度分別為310W/cm2與283W/cm2；油氣比增加0.01，葉片與機匣的最大溫升分別為344K與364K，輻射投射熱流密度最大增幅分別為252W/cm2與236W/cm2?？紤]輻射時，渦輪區(qū)的溫度增幅最大可達(dá)到174K

4、。
　　3.基于K分布法的燃燒室和渦輪區(qū)輻射傳輸有限體積法研究：考慮非灰燃?xì)獾墓庾V選擇性及計算效率，將譜帶劃分為150-1000cm-1與1000-9300cm-1，以Fluent結(jié)果中的溫度、壓力及組分為初場，利用K分布法計算其吸收系數(shù)，并結(jié)合非結(jié)構(gòu)有限體積法進(jìn)行了復(fù)雜形體內(nèi)熱輻射環(huán)境算法的研究。通過與DO模型計算結(jié)果對比得出以下結(jié)論：火焰筒內(nèi)二者的輻射投射熱流數(shù)值有所不同，最大差值為55W/cm2，但高熱流及低熱流區(qū)的位置及面