带不同凹腔结构涡轮间燃烧室数值模拟

《带不同凹腔结构涡轮间燃烧室数值模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第38卷第1期航空发动机Vol_38No．12012年2月AeroengineFeb．2012带不同凹腔结构涡轮问燃烧室数值模拟莫妲，唐豪，李明，郑海飞(南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016)摘要：为了提高航空燃气涡轮发动机的推进效率和满足低排放的要求，提出了1种基于涡轮内补燃增推循环的超紧凑燃烧室——涡轮间燃烧室。建立了3种带不同轴向凹腔(AC)结构的TIB模型，比较了3种模型的流动性能和燃烧性能。计算结果表明：TIB的燃烧效率高达99．3％，AC结构的改变对燃烧效率影响较小，但对温度场分布影响较大。关

2、键词：涡轮间燃烧室；超紧凑燃烧室；数值模拟；凹腔结构；温度分布；燃烧性能NumericaISimulationofTurbinelnter-bladeBurner(TIB1withDiferentAxialCavityShapes莫妲(1987)，女，在读硕士研究生，主MODa，TANGHao，LIMing，ZHENGHai-fei要研究方向为航空发动机燃烧技术。(CoHegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsand基金项目：国家自然科

3、学基金(51076Astronautics，Nanjing210016，China)064)、江苏省“六大人才高峰”项目资助Abstract：Inordertoimprovethrusteficiencyofaeroengineandnleettherequirement收稿日期：2011-07—29oflowemissions，aTurbineInter—bladeBurner(rI1IB)basedonthenewUltra—CompactCombustor(UCC)technologywasproposed．T

4、hreecasesofTIBwithdifferentAxialCavity(AC)weredesignedandtheirflowfieldsandcombustionperformancewerecontrasted．TheresultsshowthecombustionefficiencyofTIBisalmost99．3％．whichsuggestsAChaslittleimpactofcombustioneficiency，butitaffectsthetemperaturedistribution．Key

5、words：TurbineInter-bladeBurner；UItra-CompactCombustor；numericalsimulation；axialcavity；temperaturedistribution；combustionperformance于涡轮内补燃，燃烧效率高达99％。国内关于涡轮内O引言燃烧的研究正在开展，程本林进行了采用涡轮通道现代航空装备要求燃气涡轮发动机具有较高的推内补燃的热力循环计算方法提高发动机性能研究表重比、推进效率和较宽的工作范围。提高涡轮前燃气温明，采用TIB方法，单位推力

6、可以明显增大，发动机性度在理论上可以改善热力循环性能，而且涡轮内压力能得以改善；Thibaudis1研究了涡轮问燃烧室TIB的叶较高，燃烧效率也就高。增加涡轮间燃烧室(TIB)是片结构对发动机燃烧性能的影响；Greenwood[91和目前提高燃气涡轮发动机性能的常规手段，但其结构JonathanI对TIB进行了一系列研究。庞大，增加质量，应用起来比较困难；Sirignano、TIB利用AC稳焰，在燃烧环(CircumferentialDelplanque和LiuI进行了在涡轮通道内燃烧或TIBCavity，CC)的每

7、个燃油入射口处增加1个AC。燃油的热力性能分析，认为涡轮通道内燃烧可以克服涡轮从AC内喷入和蒸发。当高速气流流经AC时，由于间燃烧室质量增加的局限，但结构应用实施困难；美黏性作用，AC内会产生驻涡，燃料在驻涡中燃烧具有国空军研究实验室利用超紧凑燃烧室尺寸小、质量轻很好的燃烧特性，燃烧效率较高，压力损失较小_l1J，从等特点，率先探索了涡轮问燃烧室的性能与结构的而提高燃烧性能。相互影响规律，开展了在涡轮导向器内燃烧的模拟试本文在Jonathan模型的基础上，将操作压力由验，试验表明该燃烧结构所具有的燃烧性能非常适用2．

8、74kPa改为30．0kPa。通过改变AC的结构(如垂直航空发动机第38卷AC和倾斜AC)，使用UG软件建模，采用ANSYS2数值模拟ICEM·11．0对其进行结构网格划分，应用Fluent进行2．1网格数值计算，利用Tecplot和Origin等软件进行了结果为节省时间和计算资源，考虑到几何结构的对称处理；并用计算流体动力学(CFD)的方法分