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时间:2020-03-22
《高温升多旋流燃烧室的数值分析.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第2期2015年4月航空发动机Aeroen百neV01.41No.2Apr.2015高温升多旋流燃烧室的数值分析罗卫东1,李锋·,高贤智2,高伟伟1(1.北京航空航天大学能源与动力工程学院,二IE京100191;2.上海电气燃气轮机有限公司,上海200240)摘要:为了探索高推重比航空发动机可能用到的燃烧组织方式,基于燃烧室空气分级技术,对高温升多旋流燃烧室展开研究。在保证与某型单环腔燃烧室(SAC)扩压器尺寸、外机匣最大直径及燃烧室出口尺寸和边界条件等相同的基础上,对设计模型进行3维数值模拟,并与现有的单环腔燃烧室数值模拟结果和试验结果进行对比分析。研究结果表明:在设计油气比
2、为O.037的情况下,采用多旋流的设计方案,温升达到1153K,出口温度分布系数达到0.170,同时可获得理想的性能参数,满足高温升燃烧室的设计指标。关键词:高温升;多旋流燃烧室;空气分级;多级旋流器;数值模拟;航空发动机中图分类号:v231.1+2文献标识码:Adoi:10.13477/j.cnkl.aeroen91ne.2015.02.004NumericaIAnaIysisofHighTemperatureRiSeCOmbuStOrwIthaMuItI—swIrlerLuowe卜dong,LIFenF,GAo)(iall一zlli2,GAowei—weil(1.sch001ofJ
3、etPropulsion,BeihangUniversity,Be巧协g100191,chilla;2.shanghaiE1ec缸icGasTurb洒eco.,Ltd.shallghai200240,c11ina)Abstract:Inordertoexplore山epossiblecombustionmethodofhightllmst—to—.we培htratioaemengine,tIlehightemperature打secombustorwi山tIleuseofamulti—swirlerwasinvestigatedbasedonthecombustionchamberai
4、rclassific撕ontechnology.Athree—dimensionalnumericalsimulationontlledesignmodelwasconductedonthebasisofinsul_ingthes踟edifrusersize,thesamebiggestdiameteroftheoutercasingandthecombustionchamber,thesameboundaryconditionswiththoseofacertainexistingtypeofsindeannulareombustor(SAc),andcomparedwit}l£he
5、existingSACthroughtheresultsofnume—calsimula£ion-TheresultsdemoflstratedthatthetempemtureIisereaches1153K,mepattemfactorreaches0.170,meetthedesiredperfb珊ancepammetersandsatis6edthehightemperatureriseeombustoTdesignrequirementundertheconditionoffuelandairratioisO.037.Keywords:hightempemturerise;c
6、oⅡlbustorwithamulti—s衍der;ajrsta舀ng;;muhi—swiddeVice:numericalsimulation;aeroengineO引言高推重比航空发动机要求在提高单位推力的同时,降低发动机质量。提高发动机单位推力实际上就是提高燃烧室出口温度,并实现紧凑型设计。燃烧室出口温度的增加意味着燃烧室将拥有更高的温升能力,所以高推重比航空发动机燃烧室将向高温升方向发展【”。高温升燃烧室面临的2项关键技术为主燃区气量调节和火焰筒冷却气量减小【阍。燃油分级和空气分级技术【·7】以及2种技术相结合可用于调节主燃区当量比,以满足高温升燃烧室在高△r状态下主燃区当量比
7、不至太高(<1.4)以抑制可见冒烟,在低△r状态及慢车状态下贫油熄火油气比不至太高(≤o.005)以避免熄火,以及对良好出口温度分布的要求【13,t5】。近年国内外对多级旋流器的大量研究【5'm15】表明:采用多级旋流器的燃烧室具有火焰稳定工作范围宽、燃油雾化效果好、燃烧效率高、污染排放低等优点。所以,多旋流燃烧室技术作为空气分级的1种方法,有望成为提高航空发动机推重比的1种新方法。本文针对高温升燃烧室设计需求,提出了高温升多旋流燃烧室设计方案
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