示踪粒子对双级旋流燃烧室流场影响分析.pdf

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1、文章编号：２０９５－１２４８（２０１７）０４－００５５－０８示踪粒子对双级旋流燃烧室流场影响分析于雷，王成军，陈贺贺，申力鑫，刘爱虢（沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点试验室，沈阳１１０１３６）摘要：示踪粒子特性对于ＰＩＶ试验研究至关重要，进而影响流场分布的准确性。通过建立示踪粒子运动的数学模型，分析了４种示踪粒子跟随性，确定出比较适合模拟流场的示踪粒子，并在双级径向旋流燃烧室中进行了ＰＩＶ试验验证与分析。结果表明：通过理论计算，４种粒子均满足流场跟随性的要求，面粉跟随性好于其它

2、３种示踪粒子；通过燃烧室头部ＰＩＶ流场试验，显示出４种示踪粒子均满足双级旋流流场跟随性要求和流场流动特点，但４种示踪粒子跟随性略有差别，面粉要好于其它３种示踪粒子。通过理论计算与试验的对比，简化的ＢＢＯ方程建立数学模型能够较好反映出双级旋流燃烧室头部流场的跟随性。关键词：示踪粒子；跟随性；ＰＩＶ；双级旋流器；燃烧室；流场模拟中图分类号：Ｖ２１１.７文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５－１２４８．２０１７．０４．００７Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｒａｃｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｏ

3、ｎｆｌｏｗｆｉｅｌｄｏｆａｄｕａｌｓｔａｇｅｓｗｉｒｌｃｏｍｂｕｓｔｏｒＹＵＬｅｉ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ-ｊｕｎ，ＣＨＥＮＨｅ-ｈｅ，ＳＨＥＮＬｉ-ｘｉｎ，ＬＩＵＡｉ-ｇｕｏ（ＬｉａｏｎｉｎｇＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄＴｅｓｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＡｖｉａｔｉｏｎＰｒｏｐｕｌｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｅｒｏｓｐａｃｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１３６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔ

4、ｒａｃｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｏｒＰＩＶｔｅｓｔｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｆｆｅｃｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｆｌｏｗｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌａｂｏｕｔｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｒａｃｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｔｒａｃｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓ（ｉ.ｅ.ｓｔａｒｃｈ，ｆｌｏｕｒ，ｇｅｓｓｏｐｏｗｄｅｒａｎｄＡｌ２Ｏ３ｐｏｗｄｅ

5、ｒ）．ＴｈｅｏｐｔｉｃａｌｔｒａｃｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｗａｓｆｕｒｔｈｅｒｓｅｌｅｃｔｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙＰＩＶｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎａｄｕａｌ-ｓｔａｇｅｒａｄｉａｌｓｗｉｒｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｆｏｕｒｋｉｎｄｓｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓａｒｅａｌｌａｂｌｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅｔｒａｃｉｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｆｌｏｗｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｆｌｏｕｒｉｓｂｅｔｔｅｒｔ

6、ｈａｎｔｈｅｏｔｈｅｒｓ．ＩｎｖｉｅｗｏｆＰＩＶｅｘ-ｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｆｔｈｅｈｅａｄｆｌｏｗｆｉｅｌｄ，ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｆｏｕｒｔｒａｃｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓａｌｌｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｕａｌ-ｓｔａｇｅｓｗｉｒｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｅｓｌｉｇｈｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｂｅｔｗｅｅｎｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｆｏｕｒｔｒａｃｅｐａｒｔｉｃｌｅｓ，ｔｈｅｆｌｏｕｒｉｓａｌｓｏｔｈｅｏｐｔｉｍａ

7、ｌ．ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄＢＢＯｅｑｕａｔｉｏｎｃａｎｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍ-ａｎｃｅｏｆｈｅａｄｆｌｏｗｆｉｅｌｄｏｆｄｕａｌ-ｓｔａｇｅｓｗｉｒｌｃｏｍｂｕｓｔｏｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｃｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ｆｏｌｌｏｗｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｐａｒｔｉｃ

8、ｌｅｉｍａｇｅｖｅｌｏｃｉｍｅｔｙ（ＰＩＶ）；ｄｕａｌ-ｓｔａｇｅｓｗｉｒｌｅｒ；ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ；ｆｌｏｗｆｉｅｌｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ收稿日期：２０１７－０４－２１基金项目：国家自然科学基金（项目编号：５１４７６１０６）；辽宁省自然科学基金（项目编号：２０１５０２０６３９）作者简介：于雷（１９９３－），男，辽宁抚顺人，硕士研究生，主要研究方向：航空发动机燃烧技术，Ｅ-ｍａｉｌ：１２４３８９２９２５＠ｑｑ.ｃｏｍ；王成军（１９６７－），男，辽宁沈阳人，副教授，博士，主要研究方向：航空发动机燃