凹腔燃燒室低速燃燒流場數(shù)值模擬.pdf

1、近幾十年來,凹腔駐渦燃燒室由于其良好的流動燃燒特性和低排放性能,吸引了越來越多的研究者開展相關(guān)工作,雖然取得了很多進(jìn)展,但是很多問題尚沒有被明確研究,需要進(jìn)一步開展相應(yīng)的工作。
　　本文首先通過比較分析確定了適合駐渦燃燒室模擬的湍流燃燒模型,并使用ANSYSFLUENT14.0軟件研究了傳統(tǒng)單凹腔燃燒室不同分級燃燒情況時的性能變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)單凹腔燃燒室在較高工況時存在火焰長度較長、壁面溫度超溫等問題。然后本文設(shè)計了雙凹腔軸向分級燃

2、燒室,并比較了其與傳統(tǒng)單凹腔燃燒室燃燒性能的差異,發(fā)現(xiàn)在高工況時雙凹腔軸向分級燃燒室在燃料利用率和燃燒效率上優(yōu)勢明顯,且在軸向上增加一個凹腔后,第二個凹腔摻混口噴入的冷卻氣,會使高溫區(qū)向后方通道移動,并使高溫區(qū)固定在凹腔中間部位,避免了灼燒壁面。
　　然后本文提出了一種新的結(jié)構(gòu)形式—旋轉(zhuǎn)流線渦燃燒室,將傳統(tǒng)的旋流擴(kuò)散燃燒技術(shù)與凹腔駐渦燃燒技術(shù)結(jié)合,在駐渦燃燒器主流進(jìn)氣道內(nèi)加入旋流器,通過旋流器的強(qiáng)旋流作用,使主流燃料立體化的旋轉(zhuǎn)起

3、來,并迅速與凹腔內(nèi)的周向流線渦進(jìn)行摻混。通過與傳統(tǒng)駐渦燃燒室的比較發(fā)現(xiàn):在冷態(tài)流場方面旋轉(zhuǎn)流線渦燃燒室的渦團(tuán)更加穩(wěn)定、不易脫落、且空氣與燃料的摻混也更加充分;在燃燒性能上旋轉(zhuǎn)流線渦燃燒室的燃燒效率、火焰長度、出口溫度均勻性均要好于傳統(tǒng)駐渦燃燒室,但壁面溫度和壓力損失略高。
　　通過本文的研究,明確了分級駐渦燃燒對凹腔駐渦燃燒室關(guān)鍵性能參數(shù)的影響規(guī)律,得出了縮短火焰長度、改善燃燒室壁面溫度分布和出口溫度場均勻性的方法和措施。同時提出