新型駐渦燃燒室的數(shù)值模擬研究.pdf

1、燃燒室是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，其性能高低對(duì)飛機(jī)的性能具有重要影響?，F(xiàn)役的燃燒室不能同時(shí)滿足燃燒效率高、總壓損失小、燃燒穩(wěn)定、污染物排放低，出口溫度場(chǎng)分布均勻等要求，因此研究及提出新型燃燒室對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高具有重要意義。本文以先進(jìn)旋渦燃燒室（AVC）為研究對(duì)象，以數(shù)值模擬方法與理論分析相結(jié)合的方法，提出及研究了三通道進(jìn)氣AVC及其改進(jìn)形式，并對(duì)帶導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)的三維環(huán)形AVC進(jìn)行了研究。
　　首先，本文提出一種三通道進(jìn)氣的環(huán)形AVC結(jié)構(gòu)

2、，研究了不同進(jìn)氣結(jié)構(gòu)參數(shù)下，后鈍體高度與前鈍體高度比（H2/H1）、腔體寬度與前鈍體高度比（L/H1）下對(duì)燃燒室性能的影響。結(jié)果表明，在 L/H1=0.4～0.5、H2/H1=0.4～0.7及L/H1=0.6～0.7、H2/H1=0.4～0.5的范圍內(nèi)，AVC內(nèi)能夠形成穩(wěn)定的雙渦對(duì)結(jié)構(gòu)；燃燒室的總壓損失系數(shù)及燃燒效率隨著H2/H1增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，并且這種趨勢(shì)不受L/H1及進(jìn)氣結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，表現(xiàn)很強(qiáng)的規(guī)律性；能形成雙渦對(duì)下的

3、三通道進(jìn)氣AVC與雙通道進(jìn)氣AVC相比，總壓損失系數(shù)僅增加0.12％的前提下，卻得到燃燒效率11.59%的大幅提高。
　　其次，為了增強(qiáng)凹腔熱源與主流之間的摻混，使所提出的三通道進(jìn)氣AVC能為工程應(yīng)用儲(chǔ)備技術(shù)，提出了一種基于楔形火焰穩(wěn)定器的三通道進(jìn)氣燃燒室，并數(shù)值模擬了楔體參數(shù)對(duì)燃燒室性能的影響。結(jié)果表明，在總壓損失系數(shù)有限的情況下，中間通道楔體能夠顯著提高燃燒效率，降低出口NO排放含量、改善出口溫度分布；在研究范圍內(nèi)，楔體角度θ

4、=80°，楔體寬度與燃燒室長(zhǎng)度之比D/S=3.5%，楔體距鈍體距離與鈍體高度之比L/H1=1～2時(shí)，燃燒室綜合性能最好。
　　再次，對(duì)于帶導(dǎo)流片的三維環(huán)形AVC，本文研究導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)三維環(huán)形AVC性能的影響。帶有導(dǎo)流片的AVC的凹腔能夠形成雙渦對(duì)，該雙渦對(duì)在中間截面最大，越往兩側(cè)雙渦對(duì)越小，在后鈍體左右兩側(cè)則變?yōu)閱螠u對(duì)；導(dǎo)流片結(jié)構(gòu)參數(shù)在c/H1=0.2、e/B=0.2、b/L=0.1時(shí)燃燒室綜合性能最好。在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步