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文檔簡介
1、隨著航空技術(shù)的發(fā)展,微型和小型渦輪發(fā)動機的應用日益廣泛,作為發(fā)動機的核心部件的燃燒室,必須提高其設計水平。燃燒室設計水平的提升需要加深對燃燒室內(nèi)部流動和燃燒現(xiàn)象的理解和借助先進的設計手段。因此,本文針對微型和小型燃燒室,從火焰穩(wěn)定機理入手,進行了直射流穩(wěn)焰技術(shù)及其燃燒室的設計方法研究,主要有以下幾方面工作:
1、從理論上定性分析了火焰穩(wěn)定的條件,并通過數(shù)值計算和可視化的試驗手段分析了微型蒸發(fā)管式燃燒室的火焰穩(wěn)定機理,結(jié)果表明合
2、理設計火焰筒頭部孔射流的位置和強度在燃燒室頭部形成回流區(qū)是火焰穩(wěn)定的關鍵,它充當了點火源,并在蒸發(fā)管射流邊緣形成火焰前鋒,火焰前鋒隨燃燒室流量增大往回流核心區(qū)內(nèi)縮;火焰筒頭部溫度分布呈現(xiàn)蒸發(fā)管出口溫度低,上下回流區(qū)溫度高等特點;結(jié)合數(shù)值計算和試驗結(jié)果分別建立了微型蒸發(fā)管式燃燒室和小型環(huán)形回流燃燒室定性分析模型,并對火焰形成、發(fā)展和穩(wěn)定機理進行了分析。
2、對微型燃燒室初步方案設計系統(tǒng)進行了研究,基于Microsoft Exce
3、l建立了經(jīng)驗設計、一維計算和三維參數(shù)化建模三個模塊。經(jīng)驗設計模塊參考現(xiàn)有的主燃燒室設計經(jīng)驗方法,并開展試驗研究了某些設計參數(shù)對燃燒室性能的影響,以獲取相關的經(jīng)驗參數(shù)范圍,試驗結(jié)果表明增大燃燒室外環(huán)流量分配比例有利于提高燃燒效率,且隨著外環(huán)流量分配比例的增大,燃燒室出口OTDF先增大后降低;蒸發(fā)管流量分配比例K取4.5較為合理。一維計算模塊發(fā)展了基于壓力修正的流體網(wǎng)絡法計算程序。三維參數(shù)化建模模塊采用UG/GRIP語言進行開發(fā)。該初步設計
4、系統(tǒng)能有效的提高設計效率。
3、利用該初步設計系統(tǒng)對微型燃燒室MTE-170進行了設計,設計了單渦、對稱反向雙渦和頭部切向流三種不同頭部方案,在數(shù)值計算的指導和改進下,結(jié)果表明這三種方案都滿足了設計要求,燃燒效率都達到96%以上,總壓恢復系數(shù)都達到95%以上。
4、通過數(shù)值模擬,比較了兩種環(huán)形回流燃燒室A和B,燃燒室B有大彎管結(jié)構(gòu)而A沒有,結(jié)果表明燃燒室B性能優(yōu)于燃燒室A的性能。在此基礎上,保持燃燒室A的進出口尺寸和
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