環(huán)管型燃氣輪機燃燒室的數(shù)值模擬.pdf

1、環(huán)管型燃氣輪機是常用的艦船動力裝備。作為其重要部件的燃燒室，其性能直接決定著燃氣輪機的使用壽命和動力性能。本文通過數(shù)值模擬分析了燃燒室的流場以及燃燒性能，分析了裂紋的成因，并為設計修改提供了參考依據(jù)。主要研究內容如下： ⑴采用三維建模軟件Pro-E進行前期建模，在Gambit中生成非結構化的計算網(wǎng)格。在Fluent中采用SIMPLE算法來迭代計算進行數(shù)值模擬。由于燃燒室的流場有回流，選用RNG雙方程湍流模型來模擬湍流流動；由于使

2、用的燃料為重型柴油，采用顆粒群軌道模型來動態(tài)地模擬燃油的霧化、吸熱、蒸發(fā)和沸騰；采用非絕熱的PDF燃燒模型來模擬燃料的燃燒，概率密度函數(shù)選取函數(shù)。 ⑵對該環(huán)管型燃燒室設計工況下的冷態(tài)流場、霧化效果以及熱態(tài)溫度場進行模擬分析，研究了裂紋的產生原因。為了深入了解環(huán)管型燃燒室中的燃燒過程，研究了不同旋流器后過量空氣系數(shù) 下的燃燒性能，出口截面的溫度不均勻系數(shù)隨旋流器后過量空氣系數(shù)的變化規(guī)律，給出了不同過量空氣系數(shù) 下燃燒室中軸線上的溫

3、度分布；考察了旋流器葉片安裝角 對燃燒性能的影響，出口截面溫度不均勻系數(shù) 隨旋流器葉片安裝角的變化規(guī)律，給出了不同旋流器葉片安裝角 下燃燒室中軸線上的溫度分布。 ⑶研究表明：①出口截面溫度不均勻系數(shù)隨著旋流器后過量空氣系數(shù)的變大而變??；②出口截面溫度不均勻系數(shù) 隨著旋流器葉片安裝角的變大有變小的趨勢；③旋流器后過量空氣系數(shù)越大，火焰管中的燃料開始蒸發(fā)燃燒和結束燃燒的位置越靠前，出口溫度場越均勻；④旋流器葉片安裝角 越大，火焰管中