航空發(fā)動機二維模型燃燒室中碳黑顆粒生成數(shù)值模擬.pdf

1、碳黑顆粒是燃料燃燒時不可避免的產(chǎn)物，它是一種由各種大分子物質團聚而成的大氣顆粒污染物。碳黑顆粒的排放會給人體健康帶來很大的危害，會引起一系列的大氣環(huán)境效應。航空發(fā)動機燃燒室內部燃燒時也會產(chǎn)生碳黑顆粒，而且碳黑顆粒在燃燒室內部的輻射，會影響燃燒數(shù)值模擬的精確度，特別是對火焰溫度和壁面溫度的影響較明顯。 為了了解碳黑顆粒在航空發(fā)動機燃燒室內部的分布情況，本文從碳黑顆粒生成詳細機理和詳細模型出發(fā)，首先使用基于正庚烷的詳細化學反應機理

2、對燃燒流場進行數(shù)值模擬，得到影響碳黑顆粒生成的主要組分的濃度分布，并考慮了不同余氣系數(shù)對組分生成情況的影響；然后使用碳黑顆粒生成詳細模型對航空發(fā)動機中碳黑顆粒生成情況進行數(shù)值模擬，得到同一時間不同截面上碳黑顆粒尺寸分布情況。本文采用 雙方程模型來預估湍流特性，EDC湍流燃燒模型來估算化學反應速率，四通量輻射模型來預估輻射通量，采用PSR模塊來處理復雜化學反應項，采用矩模型來處理碳黑顆粒尺寸分布情況。用CHEMKIN軟件的機理編譯器生成機

3、理連接文件供FORTRAN計算程序調用，計算過程中調用了CHEMKIN軟件的API函數(shù)來處理復雜化學反應的相關項。在交錯網(wǎng)格系統(tǒng)下采用控制容積法來離散控制方程，并用SIMPLE算法對離散方程進行求解。采用任意曲線坐標系統(tǒng)下的壁面函數(shù)來處理燃燒室壁面附近區(qū)域的流動。 本文計算了4種不同余氣系數(shù)下不同截面上碳黑顆粒尺寸分布情況，同時考慮了不同工況對碳黑顆粒尺寸分布的影響。本文將數(shù)值模擬結果同射流火焰碳黑顆粒分布情況進行了類比，分析