亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TK471學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：621.438密級(jí)：公開(kāi)工程碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能研究碩士研究生：裴海濱導(dǎo)師：宋彥萍教授申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士學(xué)科：動(dòng)力工程所在單位：能源科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文I摘要凹腔駐渦燃燒室相比于傳統(tǒng)的旋流燃燒器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、燃燒效率高、燃燒穩(wěn)定等諸多特點(diǎn)，被認(rèn)為是最具發(fā)展前景

2、的富氫燃料燃燒室。駐渦燃燒室利用凹腔結(jié)構(gòu)和前后壁面射流在駐渦區(qū)構(gòu)造雙渦結(jié)構(gòu)，起到點(diǎn)火和穩(wěn)定火焰的作用，副渦可以使主渦免受主流流動(dòng)的影響，同時(shí)也促進(jìn)駐渦區(qū)與主流區(qū)的物質(zhì)和能量交換。駐渦區(qū)凹腔長(zhǎng)度、凹腔前后壁面的高度和以及前后壁面的進(jìn)氣位置是影響駐渦區(qū)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和燃燒室性能的重要參數(shù)。本文主要針對(duì)凹腔長(zhǎng)度與前壁面高度之比和后壁面進(jìn)氣位置展開(kāi)研究，探究不同長(zhǎng)高比和后壁面進(jìn)氣位置對(duì)燃燒室性能的影響及機(jī)理，為駐渦燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供理論依據(jù)。本

3、文以某型亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)的駐渦燃燒室為研究對(duì)象，首先進(jìn)行了數(shù)值方法的驗(yàn)證，然后提出了4種不同長(zhǎng)高比尺寸方案，并分別進(jìn)行了冷熱態(tài)的數(shù)值模擬，對(duì)比分析了不同長(zhǎng)高比燃燒室的性能。在此基礎(chǔ)上，提出6種不同后壁面摻混氣噴射位置方案，并進(jìn)行熱態(tài)數(shù)值計(jì)算。最后對(duì)不同工況下不同進(jìn)氣位置燃燒室進(jìn)行數(shù)值模擬，研究不同工況下后壁面噴射位置對(duì)燃燒室性能影響。研究結(jié)果表明：隨著長(zhǎng)高比增大，駐渦區(qū)逐漸形成穩(wěn)定的雙渦結(jié)構(gòu)，且旋渦尺度逐漸增大，但長(zhǎng)高比增大到一定值后，雙

4、渦結(jié)構(gòu)破碎成多個(gè)小尺度旋渦；長(zhǎng)高比為1.2時(shí)，駐渦區(qū)具有穩(wěn)定的雙渦結(jié)構(gòu)，旋渦尺寸較大，能保證更多的流體卷入到駐渦區(qū)的流動(dòng)中，同時(shí)具有較高的總壓恢復(fù)系數(shù)；燃燒室內(nèi)駐渦區(qū)和主燃區(qū)的溫度最高，燃燒性能好，是4種尺寸方案中的最佳方案。凹腔后壁面摻混氣噴射位置靠近頂端時(shí)，射流不能很好地參與駐渦區(qū)內(nèi)的流動(dòng)，而進(jìn)氣位置靠近凹腔底端時(shí)，后壁面射流對(duì)駐渦區(qū)火焰造成沖擊，使駐渦區(qū)內(nèi)溫度降低并且高溫區(qū)面積逐漸變小，最高溫度逐漸降低；進(jìn)氣位置位于后壁面中間偏上