内燃波转子非定常流动和燃烧特性分析

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1、第45卷第3期2013年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics内燃波转子非定常流动和燃烧特性分析巩二磊李建中韩启祥王家骅(南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016)V01．45No．3Jun．2013摘要：为研究内燃波转子内非定常流动和燃烧特性，在分析内燃波转子的结构和工作特点的基础上，建立了内燃波转子简化二维模型。采用数值模拟的方法，研究内燃波转子内非定常流动过程中预压缩作用对混气总压和温度的影响，冷态流动过程中混气的分布以及混气与新鲜空气接触面形状的变化。采用热射流点燃内燃波转子内形

2、成的可燃混气，研究转子通道内燃烧特性。研究结果表明：通过内燃波转子预压缩，通道内气体的总压提高了32％，总温提高了10．4％；混气与空气接触面的扭曲变形程度受到内燃波转子作用时序和通道内的轴向速度分布影响；热射流成功点燃通道内可燃混气，实现了转子通道内可燃混气的爆震燃烧，爆震波峰值压力约2MPa，爆震波传播速度在2600～2800m／s范围内。关键词：内燃波转子；非定常流动；等容燃烧；爆震；数值模拟中图分类号：V235．22文献标志码：A文章编号：1005—2615(2013)03—0309—07AnalysisofUnsteadyFlowandCombustionCharacteri

3、sticsofCombustionWaveRotorGongErlei，LiJianzhong，HanQixiang，WangJiahua(CollegeofEnergyandPowerEngineering。NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Inordertostudytheunsteadyflowandcombustioncharacteristicsofcombustionwaverotor，thesimplifiedtWO—dimensionalmodelisest

4、ablishedbasedontheanalysisofcombustionwaverotorstructureandworkingprinciple．Theimpactofpre—compressionontheflowtotalpressureandtempera—tureisnumericallysimulatedduringtheunsteadyflowprocessoccurincombustionwaverotorchannel，andthegasdistributionaswellasthefuel—airinterfaceshapedistortionarestudie

5、d．Finally，thecom—bustioncharacteristicsareresearched．Bytheconductedpre—compression，theflowtotalpressureisin—creasedby32％andthetotaltemperatureby10．4％．Thedistortionoffuel—airinterfaceiscontrolledbybothtimedsequenceandchannelaxialvelocity．Combustioninwaverotorchannelisignitedbyhot—jetigniter．Deton

6、ationcombustionisaccomplished．Thepeakpressureofthedetonationwaveapproaches2MPa．Detonationwavepropagationvelocityis2600一2800m／s．Keywords：combustionwaverotor；unsteadyflow；constantvolumecombustion；detonation；numericalSimu】ation内燃波转子发动机是一种集波转子增压技术和燃气涡轮发动机技术为一体的新型动力装置，它由内燃波转子嵌入燃气涡轮发动机取代传统燃烧室构成，在利用不稳定

7、的波实现不同能量密度的气流进行能量快速交换的同时采用等容燃烧模式，具有热循环效率高、增压比高、污染物排放低、低油耗基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金(NS2012017))资助项目；航空基金(2012ZB52029)资助项目。收稿日期：2012—09—03；修订日期：2013-01—14通信作者：李建中，男，副教授，1979年出生，E-mail：ljzh0629@nuaa．edu．cn。310南京航空航天大学学报第45卷和自冷却等优点，是