環(huán)管型燃燒室點(diǎn)火及熄火特性研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的點(diǎn)火設(shè)計(jì)點(diǎn)通常是一種富油狀態(tài),富油點(diǎn)火時(shí)燃燒室會(huì)排放大量的黑煙,為克服這一缺陷,人們希望盡量在貧油狀態(tài)下點(diǎn)火,而燃燒室貧油點(diǎn)火極限是很窄的,因此應(yīng)當(dāng)盡量拓寬燃燒室的貧油點(diǎn)火極限。點(diǎn)火位置、點(diǎn)火能量、點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間和火核半徑等參數(shù)對(duì)點(diǎn)火性能有重要的影響,而且它們之間的相互影響目前尚未見(jiàn)報(bào)道,因此研究燃燒室的貧油點(diǎn)火特性,分析點(diǎn)火器特征參數(shù)對(duì)點(diǎn)火性能的影響,從而改善燃燒室的點(diǎn)火條件具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　燃?xì)廨啓C(jī)在實(shí)際

2、運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)偏離設(shè)計(jì)工況,而當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)在低工況下運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生貧油熄火的危險(xiǎn)。人們希望在能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)燃燒室貧油熄火極限的同時(shí),盡可能地拓寬燃燒室的貧油熄火邊界。如果能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)燃燒室貧油熄火邊界,或者找到熄火先兆,那么就可以在燃燒室熄火前做出相應(yīng)的措施,避免熄火的發(fā)生,而且還可以通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)或燃燒場(chǎng)組織技術(shù)來(lái)盡量拓寬燃燒室的貧油熄火極限,從而為燃燒室設(shè)計(jì)提供指導(dǎo),因此研究燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的貧油熄火特性對(duì)燃燒室的設(shè)計(jì)和改進(jìn)具有重要的實(shí)用價(jià)值。<

3、br>　　本文以某型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室為研究對(duì)象,建立描述燃燒場(chǎng)的基本控制方程和補(bǔ)充方程,采用數(shù)值模擬的方法深入系統(tǒng)地研究燃燒室的貧油點(diǎn)火和貧油熄火特性,為燃燒室的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ),主要內(nèi)容如下:
　　(1)對(duì)原環(huán)管型燃燒室在設(shè)計(jì)工況下的燃油流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到了燃燒場(chǎng)特性參數(shù)分布情況,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)燃燒室?guī)缀文Ｐ瓦M(jìn)行簡(jiǎn)化。
　　(2)采用數(shù)值模擬的方法深入系統(tǒng)地研究了點(diǎn)火位置、點(diǎn)火能量、點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間、點(diǎn)火功率以及火核半徑對(duì)

4、點(diǎn)火性能的影響,探討了導(dǎo)致點(diǎn)火失敗的原因,并分析了空氣溫度、燃油溫度以及油滴噴射速度對(duì)點(diǎn)火邊界的影響;得到了環(huán)管型燃燒室的最優(yōu)點(diǎn)火位置、最低點(diǎn)火能量、最短點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間和最小火核半徑;研究結(jié)果為點(diǎn)火器的設(shè)計(jì)和布局提供了指導(dǎo)。
　　(3)研究了環(huán)管型燃燒室的點(diǎn)火過(guò)程和火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程;分析了聯(lián)焰管位置對(duì)聯(lián)焰時(shí)間的影響以及聯(lián)焰管在點(diǎn)火過(guò)程中的作用;找到了最佳聯(lián)焰管位置,使燃燒室的聯(lián)焰時(shí)間最短;得到了整個(gè)燃燒室的聯(lián)焰時(shí)間以及湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣取?/p>

5、研究發(fā)現(xiàn)在整個(gè)點(diǎn)火過(guò)程中,二次回流區(qū)起到了非常重要的引燃作用、燃油蒸發(fā)導(dǎo)致了點(diǎn)火的延遲、聯(lián)焰管的存在有效地提高了燃燒室的工作穩(wěn)定性。
　　(4)研究了環(huán)管型燃燒室在不同油氣比時(shí)的燃燒場(chǎng)特性,分析了火焰前鋒和火焰根部的變化特征,得到了熄火先兆現(xiàn)象,從而為燃燒室貧油熄火的控制提供了基礎(chǔ)。根據(jù)熄火先兆的基本特征,提出了燃燒室貧油熄火極限的判斷準(zhǔn)則。應(yīng)用該準(zhǔn)則計(jì)算了某雙旋流環(huán)形燃燒室的貧油熄火邊界,計(jì)算結(jié)果與其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好,表明了該方

6、法的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,探討了空氣溫度、燃油溫度、油滴噴射速度和油滴直徑等參數(shù)對(duì)環(huán)管型燃燒室貧油熄火極限的影響。
　　本文創(chuàng)新點(diǎn):
　　(1)對(duì)點(diǎn)火位置、點(diǎn)火能量、點(diǎn)火功率、點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間和火核半徑進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究,得到了環(huán)管型燃燒室點(diǎn)火能量、持續(xù)時(shí)間和火核半徑三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的耦合作用對(duì)點(diǎn)火性能的影響規(guī)律,為點(diǎn)火器的設(shè)計(jì)和布局提供了指導(dǎo)。
　　(2)對(duì)環(huán)管型燃燒室的點(diǎn)火過(guò)程過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值研究,得到了環(huán)管型燃燒室的火焰?zhèn)?/p>