HiTAC在主燃燒室中應(yīng)用的基礎(chǔ)研究.pdf

1、提高燃料的燃燒熱效率，降低燃燒過程產(chǎn)生的污染物是當(dāng)前能源與環(huán)境研究中的重要課題。高溫空氣燃燒HiTAC(High Temperature Air Combustion)是一種高效節(jié)能并能降低污染物排放的新燃燒技術(shù)。開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫空氣燃燒新技術(shù)，具有顯著的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。
　　本文應(yīng)用CFD數(shù)值模擬方法，針對某型航空發(fā)動機主燃燒室應(yīng)用高溫空氣燃燒技術(shù)可行性和應(yīng)用技術(shù)關(guān)鍵進行了數(shù)值模擬，在多種操作條件和幾何條件

2、下，對主燃燒室內(nèi)應(yīng)用HiTAC技術(shù)的湍流流動的三維速度場和溫度場等多物理量場進行了數(shù)值模擬和分析。將數(shù)值模擬結(jié)果與傳統(tǒng)燃燒技術(shù)的計算結(jié)果進行分析對比。結(jié)果表明，該技術(shù)能夠使火焰區(qū)的溫度降低并趨于均勻化；出口溫度場分布均勻品質(zhì)提高，提高燃燒效率，節(jié)約燃料和降低NOx排放的綜合效果。
　　本文針對航空發(fā)動機燃燒室采用高溫空氣燃燒技術(shù)時的高溫貧氧空氣來源這一關(guān)鍵問題，設(shè)計了一個基于周向燃油噴射擴散旋流燃燒的新概念小型預(yù)燃室，并對周向燃油

3、噴管的布置方式影響小型預(yù)燃室內(nèi)旋流燃燒狀態(tài)進行了數(shù)值研究。CFD數(shù)值模擬結(jié)果表明，當(dāng)燃油噴管與法向夾角為30°～45°、余氣系數(shù)為1～1.23時，小型燃燒室內(nèi)能產(chǎn)生穩(wěn)定、壁面溫度分布合理的旋流擴散燃燒場。從而為主燃燒室提供具有合理出口溫度分布、速度分布和氧濃度分布的高溫貧氧空氣。該預(yù)燃室為發(fā)動機燃燒室使用高溫空氣燃燒技術(shù)提供了條件。
　　為了將高溫空氣燃燒技術(shù)(HiTAC)應(yīng)用于航空發(fā)動機燃燒室設(shè)計，本文設(shè)計了一個全新概念的燃燒室