飛機除冰車發(fā)動機排氣系統(tǒng)流場分析.pdf

1、飛機除冰車是機場冬季為飛機機身進行除冰作業(yè)的地面設(shè)備之一，能有效的保證飛機安全起飛。除冰車在工作時圍繞飛機低速行駛,由于其工作環(huán)境的特殊性要求除冰車發(fā)動機具有良好的性能。而發(fā)動機排氣系統(tǒng)作為整車上重要的零部件之一，不僅能減少廢氣的排放污染和噪聲，它的流動性能和結(jié)構(gòu)會直接影響到發(fā)動機的排放性、經(jīng)濟性和動力性。因此，對特殊環(huán)境下工作的飛機除冰車的發(fā)動機排氣系統(tǒng)做深入的研究是很有必要的。發(fā)動機排氣系統(tǒng)內(nèi)流場的氣流是復(fù)雜的三維非定常流動，對其的

2、理論研究只能簡化和抽象，很難得到準(zhǔn)確的解析解；而傳統(tǒng)的實驗方法對人力物力消耗大，時間周期也非常長。因此本文選擇了CFD方法對飛機除冰車發(fā)動機排氣系統(tǒng)內(nèi)流場進行研究分析，該方法在排氣系統(tǒng)的前期設(shè)計與后期的優(yōu)化改進都起到了重要作用。
　　本文是結(jié)合項目“飛機除冰車發(fā)動機排氣系統(tǒng)流場分析”，首先通過流體力學(xué)基本理論以及CFD的基本原理對飛機除冰車發(fā)動機排氣系統(tǒng)進行理論分析計算并且通過一下幾個方面對其進行仿真分析。第一，采用GT-Powe

3、r軟件對飛機除冰車發(fā)動機進行一維建模，對比發(fā)動機仿真數(shù)據(jù)和實際外特性實驗數(shù)據(jù)，驗證模型的正確性；第二，對排氣系統(tǒng)進行一維的建模，分析不同結(jié)構(gòu)的排氣系統(tǒng)管道對發(fā)動機性能的影響，找到適合該發(fā)動機的最優(yōu)管道結(jié)構(gòu)；第三，建立了原排氣系統(tǒng)以及兩種優(yōu)化改進后的排氣系統(tǒng)的三維模型，采用Fluent軟件對三種方案的發(fā)動機排氣系統(tǒng)內(nèi)流場進行了分析計算，得到排氣系統(tǒng)內(nèi)流場的壓力場、速度流場、溫度場等結(jié)果，以排氣背壓和壓降為主要參考因素，內(nèi)流場流速，溫度為輔

4、助參考因素，在提出的三種方案中找到了相對更好的發(fā)動機排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；第四，通過發(fā)動機臺架實驗，論證了本文對飛機除冰車發(fā)動機排氣系統(tǒng)流場分析研究方法的可行性。
　　本文通過對飛機除冰車發(fā)動機排氣系統(tǒng)的理論以及數(shù)值模擬分析，在一維仿真分析中，得到排氣系統(tǒng)管道截面直徑為80mm時，發(fā)動機的扭矩和功率達(dá)到最大，燃油消耗率達(dá)到最小。在三維仿真中，得到三種方案中含漸縮管方案的排氣系統(tǒng)是產(chǎn)生的排氣背壓小，產(chǎn)生的壓降小，能較快速的排出廢氣的排氣系統(tǒng)