航空发动机燃烧室数值计算与试验研究

【类型】学位论文

【作者】林志勇 

【关键词】 航空发动机 燃烧室 数值计算 数值仿真

【摘要】本文对大飞机项目中的辅助动力装置(Auxiliary Power Unit，简称APU)全环形回流燃烧室和贫油预混预蒸发(Lean Premixed Prevaporized，简称LPP)低污染燃烧室分别进行了研究。br 首先针对某型辅助动力装置全环形回流燃烧室开展了燃烧性能试验研究。设计并加工了全环形燃烧室试验系统，并采用温度耙测量全环形燃烧室出口温度分布，压力耙测量全环形燃烧室进出口总压损失，研究不同进口温度和油气比条件下辅助动力装置全环形回流燃烧室燃烧性能。试验结果表明：随着进口温度和油气比的增加，燃烧室出口温度相应增加，但温度分布规律基本保持不变，出口温度分布系数(Overall Temperature Distribution Factor，简称OTDF)小于0.2，径向温度分布系数(Radial Temperature Distribution Factor，简称RTDF)基本小于0.1，而燃烧效率和燃烧室进出口压力损失系数增加；随着进口总温的增加，燃烧室贫油熄火油气比逐渐减少(余气系数增加)。br 同时利用Fluent软件对该辅助动力装置环形燃烧室两相喷雾燃烧流场进行数值仿真，研究不同进口工况对燃烧室内两相喷雾燃烧流场的影响，并把数值计算结果与试验测量结果进行对比，两者吻合较好，说明本文采用的数学模型和计算方法可用于预估实际辅助动力装置全环形回流燃烧室两相喷雾燃烧流场。br 最后利用Fluent软件对带有LPP燃烧室头部的模型燃烧室两相喷雾燃烧流场进行计算，数值分析两个不同的LPP燃烧室头部结构和三种不同进口工况对LPP低污染燃烧室燃烧流场、燃烧性能以及污染排放的影响，计算结果表明：1)在相同工况下，改变燃烧室头部对出口平均温度影响不大，但对OTDF和压力损失系数有一定影响；2)在头部结构方案不变的情况下，进口工况从100％下降到30%，进口温度、压力和油气比下降，出口平均温度相应逐渐下降，氧气浓度增大，而CO2浓度相应减少，出口污染物NOx排放相应减少。所得的计算结果可为LPP低污染燃烧室设计和头部筛选提供有用的依据。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】颜应文

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