多点喷射模型燃烧室性能CFD分析

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1、2010蔗鞭36麓第4期V01．36No．4Aug．201016／17多点喷射模型燃烧室性能CFD分析张振奎，钟华贵(中航工业燃气涡轮研究院，四川江油，621703)张振奎。(1977)，男。硕士，工程师。主要从事航空发动机燃烧室试验研究工作。收稿日期：2010-04—071引言航空燃气涡轮发动机是现代飞机的主要动力，其中燃烧室是燃气涡轮发动机的主要部件。随着燃气涡轮发动机技术的发展，压气机的压比不断增大，燃烧室的温升不断升高，高温升与高压比造成燃烧温度升高、排放增加。由于世界各国13益重视环境问题，所以未来航空燃气涡轮发动机的发

2、展既要满足高温升的要求，也要满足低污染物排放量的要求11。3J。如何在有限的时间和空间内，保证油气掺混均匀，燃烧快摘要：采用Fluent的雷诺应力模型、非预混燃烧和非预混平衡化学反应PDF模型、压力一旋流雾化喷嘴模型、P1辐射模型，对多点喷射模型燃烧室的燃烧性能进行了计算。分析了不同余气系数的影响及旋流器下游各截面的温度分布，结果表明，数值计算能够模拟大部分流场结构，余气系数对回流区几乎没有影响，但对主燃区的峰值温度位置有明显作用；对NO。分布规律进行了研究，结果表明，NO的分布与温度分布类似，高温区对应高NO质量分数区；随着流动

3、向下游发展，N0分布趋于均匀。关键词：雷诺应力模型(RSTM)；多点喷射；燃烧性能；离散射流；旋流器；数值计算CFDAnalysisofPerformancefortheModelMultipointInjectionCombustorZHANGZhen—kui，ZhongHua—gui(AVICGasTurbineEstablishmentofChinaJiangyou，621703，Sichuan，Cllil询Abstract：Thecalculationofpeofor,n,删eforthemodelm以@oiminject

4、ioncombustor脚pefrownedbytheReynoldsStressTurbulenceModel(RSTM^Non—PremixedCombustionModelNon-Premixed励uilibriumChemistryProbabilityDensityFunction(PDF)Model,Pressure-swirlAtomizerModelandP-1RadiationModel．Theinfluenceofdifferentexcess出coefficientsandthetemperature如Idd

5、istributionofvarioussectionsdolvn3trearnswirler”e他analyzed．Theresultsindicatethatthe喇。出yoftheflow血胁structurescarl,besimulatedbythenumericalcalculation；theexcessaircoeEicienthaslittleeffectOnrecirculationzoneswhileithass研咖删eEectonthelocationofpeaktemperature汛primarycom

6、bustionZOr／Ie8．TheNO，distributionresearchindicatesthattheNOdistributionissimilarwiththetemperaturedistfibmion,whichtneartshighNO，zonecorrespondingtohightemperaturezone；NOdistributionbecomesuniform∞theflowproceedtothedownstre(zzrt．．Keywords：ReynoldsStressTurbulenceMode

7、l(RSTM)；muRipointinjection；combustionperformance；discretejet；swirler；numencalcalculation速和完全，以及降低污染排放成为未来航空燃气涡轮发动机发展的关键。文献14】采用ncc代码模拟了单个旋流器和旋流阵列结构的流场，Appleton等最早研究了空气和燃料混合对LDI燃烧的影响吲，文献【6，7】分别用CFD和试验研究了多旋流的冷态流场特性。多点喷射在减少排放以及燃烧室出口温度场主动控制方面有2010年第36毒第4期V01．36No．4Aug．201

8、0其独特优点【8I。因此，许多动力与能源研究机构掀起了多点喷射燃烧室研究的热潮，但主要是对冷态流场进行分析。本文主要分析多旋流模型燃烧室热态的燃烧性能。2几何模型由于试验件模块较为简单，只需对试验件模块进行少许清理并简化，以便划分网格及计算。本文采