帶有徑向旋流器的火焰筒配氣設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)作為常用的動(dòng)力裝備，經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于航空、船舶、電力、石油等諸多工業(yè)領(lǐng)域。燃燒室作為燃?xì)廨啓C(jī)的三大部件之一，其性能直接影響燃料利用率、渦輪葉片壽命、燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)效率以及燃?xì)廨啓C(jī)工作穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)一種燃料利用率效率高、流阻損失低、燃燒穩(wěn)定可靠、使用壽命長(zhǎng)、排放污染低、出口溫度分布合理的高溫升燃燒室是燃?xì)廨啓C(jī)研制的一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù)。
　　開(kāi)發(fā)一種設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、性能優(yōu)良的燃燒室設(shè)計(jì)方法，是當(dāng)今國(guó)內(nèi)

2、自主燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)急需。其中，火焰筒作為燃燒室重要部件，其設(shè)計(jì)方法直接制約著燃燒室設(shè)計(jì)的發(fā)展與進(jìn)步。
　　針對(duì)這種狀況，本文研究了一種燃燒室火焰筒的多維設(shè)計(jì)方法。該方法從零維設(shè)計(jì)出發(fā)，針對(duì)零維設(shè)計(jì)所得燃燒室火焰筒雛型，利用數(shù)值計(jì)算的方法快速進(jìn)行火焰筒各部分流量分配以及火焰筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本文所作的具體研究工作如下：
　?。?）針對(duì)設(shè)計(jì)要求，本文進(jìn)行了燃燒室的零維設(shè)計(jì)，完成燃燒室選型及火焰筒基本尺寸的確定；
　　（2）本文利用

3、Chemkin軟件，構(gòu)建燃燒室化學(xué)反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)，在滿(mǎn)足低排放特性要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行一維配氣優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定燃燒室各部分最佳配氣比例以及有效反應(yīng)體積，得到燃燒室有效長(zhǎng)度，結(jié)果表明，頭部進(jìn)氣量的增加有利于降低燃燒室出口 NOX排放；
　　（3）本文利用 Fluent軟件，對(duì)燃燒室火焰筒二維模型進(jìn)行數(shù)值分析，通過(guò)對(duì)二維模型進(jìn)行合理簡(jiǎn)化及假設(shè)，得到優(yōu)化的二維模型結(jié)構(gòu)參數(shù)，以滿(mǎn)足一維配氣設(shè)計(jì)所得的各部分配氣比例及有效反應(yīng)體積；
　?。?）針

4、對(duì)得到的火焰筒二維模型參數(shù)進(jìn)行三維周期拓展，利用 Fluent軟件對(duì)三維周期幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終得出燃燒室火焰筒三維結(jié)構(gòu)參數(shù)；
　?。?）選擇成型的火焰筒及機(jī)匣結(jié)構(gòu)，進(jìn)行燃燒室三維建模，并對(duì)三維燃燒室模型進(jìn)行數(shù)值分析，計(jì)算所得燃燒室效率為98.30％，總壓回復(fù)系數(shù)為93.68％，出口的OTDF為17.68％，出口NOX排放為162.79ppm。
　?。?）文章在總結(jié)整理零維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，形成了一套完整的采用數(shù)值模擬分析