旋流方式对预混燃烧室流场影响的数值研究

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1、第30卷第1期2013年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．1Feb．2013文章编号：2095—1248(2013)01—0009—06旋流方式对预混燃烧室流场影响的数值研究孙婷，王成军，张红霞(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：采用数值模拟方法，研究了预混器分别采用轴向旋流器和径向旋流器时，不同的旋流器叶片安装角度对预混燃烧的流场的影响，并且对轴向旋流方式和径向旋流方式产生的流场进行对比。研究结果表明：对于径向旋流方式，4种不同叶片安装角度中，安装角度为60。时，预混管内流体

2、在边界层的流动速度较快，有利于避免回火的发生。对于轴向旋流方式，预混管内边界层的流动速度与旋流器叶片的安装角度成正比。轴向旋流方式与径向旋流方式相比，径向旋流方式更有利于缩小燃烧室长度尺寸。这项研究对预混燃烧室的预混器的设计有着重要的参考借鉴意义。关键词：预混燃烧；旋流器；叶片安装角度；流场中图分类号：V231．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．01．003ThenumericalstudyoftheeffectofswirlmodeonflowdistributioninpremixedcombustorSUNTing，WANGChe

3、ng-jun，ZHANGHong-xia(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Theinfluenceofswirlervanewithdifferentinstallationangleonthepremixedcombustionflowdistributionofaxialswirlerandradialswirlerissearchedwithanumericalsimulationmethod．thepapercomparestheaxialswir

4、lerflowdistributionandradialswirlerflowdistribution．TheresearchresultSindi—cate，fortheradialswirler，whentheangleofthevaneinstallationis60。，themixturepropagatesvelocitya—longboundarylayersisfasterthantheotherthreevanesinstallation，whichCanavoidflashback．Fortheaxi—alswMer，theflowratealongboundaryl

5、ayersisinproportiontothevaneinstallationangleofswirlerinpremixer．Theradialswirlerismuchmorehelpfulforreducingthelengthandsizeofcombustorthanaxialswirler．ThisstudyCangiveasignificantreferenceforthedesignofapremixerinpremixedcombustor．Keywords：premixedcombustion；swirler；vaneinstallationangle；flowd

6、istribution燃气轮机燃烧室NOx的排放对全球环境具有重要影响，世界各国对燃烧室的NOx排放要求越来越严格。目前传统的扩散燃烧方式已不能满足环境保护的需求，预混燃烧方式已开始逐渐代替扩散燃烧¨j。预混燃烧技术是把燃料与空气预先混合成为均匀的、可稀释的可燃混合物，然后使之以湍流火焰传播的方式进行燃烧，从而降低火焰温度和NOx的排放。其中预混燃烧中的预混装置对预混燃烧有很大的影响，为了加强燃料与空气的混合效果，通常在预混装置设有轴向旋流器或径向旋流器，将足够的漩涡给予流体，对它们进行预先混合。目前有很多学者对旋流器的混合作用做了大量的研究。清华大学的吴学曾、谢玲从旋流强度的定义和计

7、算方法角度，计算出几种旋流器的旋流强度与叶片安装角的关系。计算结果表明，对于直叶片简单旋流器的旋流强度差不多与叶片安装角成正比‘2

8、。收稿日期：2012—09一10作者简介：孙婷(1988一)，女，辽宁新民人，在读硕士，主要研究方向：航空发动机燃烧设计与分析技术，E—mail：akris@126．com；王成军(1967一)，男，辽宁沈阳人，副教授，主要研究方向：燃烧及两相流动。10沈阳航空航天大学学报第30卷南京航空航天大学的钟华贵和中国燃气