微型引射燃燒卷吸渦輪動力系統(tǒng)數(shù)值模擬.pdf

1、Power MEMS即基于MEMS的微能源動力系統(tǒng)，是通過利用燃燒等化學反應(yīng)能量，實現(xiàn)超高能量密度的能源動力系統(tǒng)，在航空航天、通信、生物醫(yī)學、國防等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，將給現(xiàn)代社會帶來重大而深遠的影響。國內(nèi)外已經(jīng)相繼開展了對它的研究，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展。
　　 本論文提出了一種Power MEMS燃氣渦輪發(fā)電機結(jié)構(gòu)，其主要由多級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，并與試驗數(shù)據(jù)進行對比分析。通過模擬和實驗，發(fā)現(xiàn)存在的問題并提出了改進方案。
　　 首先，介紹了基本的守恒定律包括：質(zhì)量守恒定律、動量守恒定律、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，對流體流動進行建模。介紹了CFD求解過程。
　　 其次，對引射器進行了理論計算和數(shù)值模擬。運用計算流體力學軟件FLUENT模擬了引射器的工作過程，

3、分析了壓力和引射比對流體的影響，以及引射器對燃燒的影響。
　　 再次，介紹了微型渦輪發(fā)電機燃燒室的特點，模擬了多級引射燃燒室的工作過程。建立多級引射燃燒室流體動力學模型，模擬了燃氣的卷吸、混合、燃燒過程。通過模擬發(fā)現(xiàn)，多級燃燒室有效的將氫氣和空氣混合，混合氣體在燃燒室內(nèi)點燃并完全燃燒。多級引射器有效混合了燃氣，而且提高了燃氣的質(zhì)量流量，有助于提高燃氣的利用率。
　　 最后，對樣機進行了數(shù)值模擬和實驗研究。六葉片渦輪由于存