新型駐渦燃燒室的數(shù)值模擬研究.pdf

1、燃燒室是航空發(fā)動機的重要部件，其性能高低對飛機的性能具有重要影響。現(xiàn)役的燃燒室不能同時滿足燃燒效率高、總壓損失小、燃燒穩(wěn)定、污染物排放低，出口溫度場分布均勻等要求，因此研究及提出新型燃燒室對發(fā)動機性能提高具有重要意義。本文以先進旋渦燃燒室（AVC）為研究對象，以數(shù)值模擬方法與理論分析相結合的方法，提出及研究了三通道進氣AVC及其改進形式，并對帶導流片結構的三維環(huán)形AVC進行了研究。
　　首先，本文提出一種三通道進氣的環(huán)形AVC結構

2、，研究了不同進氣結構參數(shù)下，后鈍體高度與前鈍體高度比（H2/H1）、腔體寬度與前鈍體高度比（L/H1）下對燃燒室性能的影響。結果表明，在 L/H1=0.4～0.5、H2/H1=0.4～0.7及L/H1=0.6～0.7、H2/H1=0.4～0.5的范圍內(nèi)，AVC內(nèi)能夠形成穩(wěn)定的雙渦對結構；燃燒室的總壓損失系數(shù)及燃燒效率隨著H2/H1增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，并且這種趨勢不受L/H1及進氣結構參數(shù)的影響，表現(xiàn)很強的規(guī)律性；能形成雙渦對下的

3、三通道進氣AVC與雙通道進氣AVC相比，總壓損失系數(shù)僅增加0.12％的前提下，卻得到燃燒效率11.59%的大幅提高。
　　其次，為了增強凹腔熱源與主流之間的摻混，使所提出的三通道進氣AVC能為工程應用儲備技術，提出了一種基于楔形火焰穩(wěn)定器的三通道進氣燃燒室，并數(shù)值模擬了楔體參數(shù)對燃燒室性能的影響。結果表明，在總壓損失系數(shù)有限的情況下，中間通道楔體能夠顯著提高燃燒效率，降低出口NO排放含量、改善出口溫度分布；在研究范圍內(nèi)，楔體角度θ

4、=80°，楔體寬度與燃燒室長度之比D/S=3.5%，楔體距鈍體距離與鈍體高度之比L/H1=1～2時，燃燒室綜合性能最好。
　　再次，對于帶導流片的三維環(huán)形AVC，本文研究導流片結構參數(shù)對三維環(huán)形AVC性能的影響。帶有導流片的AVC的凹腔能夠形成雙渦對，該雙渦對在中間截面最大，越往兩側雙渦對越小，在后鈍體左右兩側則變?yōu)閱螠u對；導流片結構參數(shù)在c/H1=0.2、e/B=0.2、b/L=0.1時燃燒室綜合性能最好。在此基礎上，本文進一步