入口非均匀流对亚燃燃烧室性能影响数值研究

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1、第3卷第2期航空工程进展Vo1．3No．22012年5月ADVANCESINAER0NAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGMav2012文章编号：1674—8190(2012)02—223—06入口非均匀流对亚燃燃烧室性能影响数值研究王枫，张贵田。，黄日鑫。(1．西北工业大学航天学院，西安710072)(2．西安航天动力研究所，西安710100)摘要：为研究人口非均匀流对亚燃燃烧室性能的影响，基于进气道出口试验测量数据，构造三种典型非均匀流型，对燃烧室进行三维数值计算，研究非均匀流对

2、马赫数分布、温度场、燃油分布及燃烧效率的影响。结果表明：基于均匀流供油律，非均匀流影响燃烧室性能的机理是受流速主导作用，低速区域当量比偏高，高速区域当量比偏低。导致扩压段边区燃烧，烧蚀外环阻塞结构，而内圈高速区域燃烧组织效果欠佳。匹配供油律后，非均匀流燃烧性能有所改善，但难以达到均匀流水平。所以，提出了改进入口流均匀性及减弱非均匀流对燃烧不良影响的措施。关键词：亚燃冲压发动机；燃烧室；非均匀流；数值计算；燃烧效率；涡耗散概念中图分类号：V235．21文献标识码：ANumericalInvestigati

3、ononPerformanceofaRamjetCombustionChamberwithNonuniformInletFlowsWangFeng，ZhangGuitian¨，HuangRixin(1．SchoolofAstronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)(2．Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100．China)Abstract：Baseduponanaly

4、zingexperimentdataofairintakeoutlet，threetypesofnonuniformmassfluxprofileareconstructedtOinvestigatetheimpactonthechamberperformance．A3Dnumericalstudyofchamberflowisperformedwiththesethreeprofiles．TheeffectsonMachnumberdistribution，temperaturefield，fueld

5、istribu—tionandcombustionefficiencyarestudied．Theresultsshowthatthenonuniformvelocitycausedbvnonuniformmassfluxistheessentialeffectingfactor，togetherwiththeuniformfuelfeedingrule，thedistributionofequiva—lenceratioisbad．Theeffectingmechanismistheequivalen

6、ceratioishigherinlowspeedareaandlowerinhigh—．speedarea．LOWspeedareaswithhigherequivalenceratiomaketheboundaryzonesofdiffusercombustearlierandtakeariskofburningtheouterblockagestructure．High～speedareaswithrelativel：elowerequivalenceratioleadtOworsecombust

7、ioneffect．Afteradjustingthefuel—feedingrule，performancewithnonuniformflowisim—proved，buthardtoreachthelevelofuniformflow．Strategiesofimprovinginletflowuniformitiesandcombus—tionqualityarepresentedintheend．Keywords：ramjet；combustionchamber；nonuniformflow；

8、numericalsimulation；combustionefficiency；eddydissipationconcept研究中，设计师往往基于均匀流条件，研究燃油分0引言布l1]、燃烧性能，确定结构方案等。而真实条件下，受攻角]、进气道方案及入口形状等上游在亚燃冲压发动机燃烧室(简称亚燃燃烧室)因素影响，进气道出口气流为非均匀流；同时，燃烧过程也可能诱发上游流态非均匀化，基于均匀流收稿日期：2011—0707；修回日期：20J1一l2