飛機(jī)除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)流場(chǎng)分析.pdf

1、飛機(jī)除冰車是機(jī)場(chǎng)冬季為飛機(jī)機(jī)身進(jìn)行除冰作業(yè)的地面設(shè)備之一，能有效的保證飛機(jī)安全起飛。除冰車在工作時(shí)圍繞飛機(jī)低速行駛,由于其工作環(huán)境的特殊性要求除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的性能。而發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)作為整車上重要的零部件之一，不僅能減少?gòu)U氣的排放污染和噪聲，它的流動(dòng)性能和結(jié)構(gòu)會(huì)直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性、經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。因此，對(duì)特殊環(huán)境下工作的飛機(jī)除冰車的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)做深入的研究是很有必要的。發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)的氣流是復(fù)雜的三維非定常流動(dòng)，對(duì)其的

2、理論研究只能簡(jiǎn)化和抽象，很難得到準(zhǔn)確的解析解；而傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)人力物力消耗大，時(shí)間周期也非常長(zhǎng)。因此本文選擇了CFD方法對(duì)飛機(jī)除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行研究分析，該方法在排氣系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)與后期的優(yōu)化改進(jìn)都起到了重要作用。
　　本文是結(jié)合項(xiàng)目“飛機(jī)除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)流場(chǎng)分析”，首先通過流體力學(xué)基本理論以及CFD的基本原理對(duì)飛機(jī)除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)進(jìn)行理論分析計(jì)算并且通過一下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行仿真分析。第一，采用GT-Powe

3、r軟件對(duì)飛機(jī)除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行一維建模，對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)仿真數(shù)據(jù)和實(shí)際外特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證模型的正確性；第二，對(duì)排氣系統(tǒng)進(jìn)行一維的建模，分析不同結(jié)構(gòu)的排氣系統(tǒng)管道對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，找到適合該發(fā)動(dòng)機(jī)的最優(yōu)管道結(jié)構(gòu)；第三，建立了原排氣系統(tǒng)以及兩種優(yōu)化改進(jìn)后的排氣系統(tǒng)的三維模型，采用Fluent軟件對(duì)三種方案的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了分析計(jì)算，得到排氣系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)的壓力場(chǎng)、速度流場(chǎng)、溫度場(chǎng)等結(jié)果，以排氣背壓和壓降為主要參考因素，內(nèi)流場(chǎng)流速，溫度為輔

4、助參考因素，在提出的三種方案中找到了相對(duì)更好的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；第四，通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)，論證了本文對(duì)飛機(jī)除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)流場(chǎng)分析研究方法的可行性。
　　本文通過對(duì)飛機(jī)除冰車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的理論以及數(shù)值模擬分析，在一維仿真分析中，得到排氣系統(tǒng)管道截面直徑為80mm時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率達(dá)到最大，燃油消耗率達(dá)到最小。在三維仿真中，得到三種方案中含漸縮管方案的排氣系統(tǒng)是產(chǎn)生的排氣背壓小，產(chǎn)生的壓降小，能較快速的排出廢氣的排氣系統(tǒng)