微型引射燃燒卷吸渦輪動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)值模擬.pdf

1、Power MEMS即基于MEMS的微能源動(dòng)力系統(tǒng)，是通過利用燃燒等化學(xué)反應(yīng)能量，實(shí)現(xiàn)超高能量密度的能源動(dòng)力系統(tǒng)，在航空航天、通信、生物醫(yī)學(xué)、國(guó)防等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，將給現(xiàn)代社會(huì)帶來重大而深遠(yuǎn)的影響。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)相繼開展了對(duì)它的研究，但是開展的研究大都著重于技術(shù)和工藝為題，在制約系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵問題，仍然沒有突破性的進(jìn)展。
　　 本論文提出了一種Power MEMS燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，其主要由多級(jí)引射燃燒室和渦輪組成。使用FL

2、UENT軟件模擬其內(nèi)部流場(chǎng)，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。通過模擬和實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)存在的問題并提出了改進(jìn)方案。
　　 首先，介紹了基本的守恒定律包括：質(zhì)量守恒定律、動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律。采用了合理的物理模型和數(shù)值計(jì)算方法，包括控制方程、物質(zhì)傳輸理論、有限體積法及合理的邊界條件等，對(duì)流體流動(dòng)進(jìn)行建模。介紹了CFD求解過程。
　　 其次，對(duì)引射器進(jìn)行了理論計(jì)算和數(shù)值模擬。運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT模擬了引射器的工作過程，

3、分析了壓力和引射比對(duì)流體的影響，以及引射器對(duì)燃燒的影響。
　　 再次，介紹了微型渦輪發(fā)電機(jī)燃燒室的特點(diǎn)，模擬了多級(jí)引射燃燒室的工作過程。建立多級(jí)引射燃燒室流體動(dòng)力學(xué)模型，模擬了燃?xì)獾木砦?、混合、燃燒過程。通過模擬發(fā)現(xiàn)，多級(jí)燃燒室有效的將氫氣和空氣混合，混合氣體在燃燒室內(nèi)點(diǎn)燃并完全燃燒。多級(jí)引射器有效混合了燃?xì)?，而且提高了燃?xì)獾馁|(zhì)量流量，有助于提高燃?xì)獾睦寐省?br>　　 最后，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。六葉片渦輪由于存