航空发动机燃烧与排放物生成的反应动力学研究

【类型】学位论文

【作者】陈潇潇 

【关键词】 环管形燃烧室 正癸烷 低温裂解 反应动力学 数值计算

【摘要】选用正癸烷作为航空煤油的替代燃料，建立了正癸烷的化学反应详细机理（包括67种组分，344个基元反应）与简化机理（包括50种组分，118个基元反应）。分别采用详细机理与简化机理对正癸烷在激波管中的着火延迟时间、在预混燃烧炉内的燃烧过程进行了数值计算，并与实验结果进行了对比分析。同时，耦合该简化机理与CFD计算软件Fluent，分别对某型航空发动机在巡航状态与慢车状态下环管形燃烧室中单个火焰筒内流动特性与燃烧过程、排放物及活性中间组分生成的反应动力学特性进行了详细分析，并与采用C12H23为燃料的单步反应机理的计算结果进行了对比分析。结果表明，采用简化机理计算得到的着火延迟时间、反应物与各主要生成物摩尔分数的整体变化趋势与实验数据吻合较好；与采用C12H23为燃料的单步反应机理相比，采用正癸烷为替代燃料的简化反应机理计算得到的温度场分布更符合实际，其出口平均温度亦更为接近燃烧室出口设计温度；同时，能更为详细了解燃料低温裂解过程及裂解产物、中间产物及主要排放物的生成规律。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】沈阳航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】曾文

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