支板/壁面燃油分配对超声速燃烧室燃烧性能的影响
发布时间：2023-11-11 15:16
超燃冲压发动机具有比冲大、速度快等优点,时大气层内部高超声速飞行器的最佳动力装置,超燃冲压发动机的最关键部件是发动机燃烧室,在短的工作距离内实现航空煤油的掺混、点火、稳燃等过程是燃烧室燃烧所亟需解决的关键问题。另一方面,发动机燃烧室壁面存在巨大的热防护压力,解决燃烧室壁面热防护问题实现燃烧室长时间稳定工作也是一个难点。为此,本文中进行了不同支板/壁面分配对超声速燃烧室燃烧性能的研究工作,主要内容如下:首先,根据地面实验需求进行了燃烧室结构设计。根据需要进行的喷油工况对燃烧室尺寸进行了设计,确定燃烧室总扩张比及各段长度,同时对发动机地面直连式试验台相关部件及工作原理进行了简单介绍,为以后几章内容做好铺垫。对支板/壁面组合喷油方式进行了三维仿真研究,对比了不同工况下燃料的掺混及燃烧特性。通过对冷流掺混的计算,发现采用组合喷油的方式在喷注开始时质量就得到了分散,更加有利于掺混即掺混效率较高。不同支板/壁面燃油配比会对燃烧室性能产生较大影响,发现当支板/壁面燃油均匀分配的时候燃烧室具有最优性能。壁面喷油位置处左右壁面氧气含量丰富,左右壁面喷油比上下壁面喷油燃烧性能更优。通过对比,发现支板/壁面...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本文研究背景
1.2 超燃冲压发动机燃烧与冷却之间的耦合关系
1.2.1 超燃冲压发动机设计中壁面热流高冷却困难
1.2.2 燃烧组织方式对燃烧室壁面热流影响
1.2.3 为保证燃烧效率冷却用燃料应尽可能完全燃烧
1.3 国内外研究现状
1.3.1 超燃冲压发动机燃烧组织方式研究
1.3.2 超燃冲压发动机壁面热防护方式研究
1.4 支板/壁面组合喷油燃烧组织方式提出
1.5 本文主要工作
第2章 地面试验系统及数值模拟方法介绍
2.1 引言
2.2 地面直连式试验台介绍
2.2.1 直连式试验台总体介绍
2.2.2 直连式试验台加热器介绍
2.2.3 直连式试验台供油系统介绍
2.3 燃烧室试验段介绍
2.3.1 燃烧室试验段尺寸确定设计原则
2.3.2 燃烧室试验段构型介绍
2.3.3 中心支板及壁面喷油法兰设计
2.4 数值模拟方法及网格生成
2.4.1 物理模型
2.4.2 数值模拟模型
2.4.3 网格生成方法
2.4.4 数值模拟方法
2.4.5 收敛策略
2.4.6 数值计算结果验证
2.5 本章小结
第3章 组合喷射燃烧室燃烧特性数值研究
3.1 引言
3.2 不同支板/壁面喷油比例对燃料掺混影响特性
3.2.1 模拟工况介绍
3.2.2 掺混评定标准以及总压损失的定义
3.2.3 支板/壁面组合喷油冷态掺混结果分析
3.2.4 支板/壁面组合喷油冷态掺混结果总结
3.3 不同支板/壁面喷油比例超声速燃烧特性仿真研究
3.3.1 不同燃油配比燃烧室压力变化关系
3.3.2 中心支板火焰扩散与壁面燃油燃烧过程分析
3.3.3 不同支板/壁面燃油分配燃烧室性能评价
3.4 不同壁面喷油位置对燃烧特性的影响
3.4.1 不同壁面喷油位置对壁面燃烧过程影响
3.4.2 不同壁面喷油位置燃烧室性能评价
3.5 支板/壁面与支板/凹腔燃烧组织方式燃烧室性能对比
3.6 本章小结
第4章 燃油分配对燃烧性能影响的试验研究
4.1 引言
4.2 实验时序与实验过程介绍
4.3 燃油分配对燃烧室隔离段稳定裕度影响特性研究
4.3.1 燃烧室稳定裕度定义
4.3.2 单支板喷油燃烧室稳定裕度探究
4.3.3 支板/壁面组合喷油对提高燃烧室稳定裕度作用
4.3.4 不同燃油分配对燃烧室稳定裕度影响
4.4 支板/壁面组合喷油燃烧室性能评估
4.4.1 燃烧室性能评价指标定义
4.4.2 单支板喷油燃烧室性能评估
4.4.3 支板/壁面组合喷油燃烧室性能评估
4.5 不同壁面喷油位置燃烧特性分析
4.6 本章小结
第5章 组合喷油方式对燃烧室壁面热流影响
5.1 引言
5.2 被动冷却燃烧室壁面热流评估
5.2.1 数学问题描述及建模简介
5.2.2 不同燃烧组织方式下壁面热流结果对比
5.3 主动冷却发动机壁面热流评估
5.3.1 主动冷却发动机结构
5.3.2 主动冷却发动机壁面热流计算方法
5.3.3 冷却剂煤油热平衡终值温度预测
5.3.4 不同燃烧组织方式热流密度评估
5.4 支板/壁面组合喷油燃烧室总体性能评价
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3862798
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本文研究背景
1.2 超燃冲压发动机燃烧与冷却之间的耦合关系
1.2.1 超燃冲压发动机设计中壁面热流高冷却困难
1.2.2 燃烧组织方式对燃烧室壁面热流影响
1.2.3 为保证燃烧效率冷却用燃料应尽可能完全燃烧
1.3 国内外研究现状
1.3.1 超燃冲压发动机燃烧组织方式研究
1.3.2 超燃冲压发动机壁面热防护方式研究
1.4 支板/壁面组合喷油燃烧组织方式提出
1.5 本文主要工作
第2章 地面试验系统及数值模拟方法介绍
2.1 引言
2.2 地面直连式试验台介绍
2.2.1 直连式试验台总体介绍
2.2.2 直连式试验台加热器介绍
2.2.3 直连式试验台供油系统介绍
2.3 燃烧室试验段介绍
2.3.1 燃烧室试验段尺寸确定设计原则
2.3.2 燃烧室试验段构型介绍
2.3.3 中心支板及壁面喷油法兰设计
2.4 数值模拟方法及网格生成
2.4.1 物理模型
2.4.2 数值模拟模型
2.4.3 网格生成方法
2.4.4 数值模拟方法
2.4.5 收敛策略
2.4.6 数值计算结果验证
2.5 本章小结
第3章 组合喷射燃烧室燃烧特性数值研究
3.1 引言
3.2 不同支板/壁面喷油比例对燃料掺混影响特性
3.2.1 模拟工况介绍
3.2.2 掺混评定标准以及总压损失的定义
3.2.3 支板/壁面组合喷油冷态掺混结果分析
3.2.4 支板/壁面组合喷油冷态掺混结果总结
3.3 不同支板/壁面喷油比例超声速燃烧特性仿真研究
3.3.1 不同燃油配比燃烧室压力变化关系
3.3.2 中心支板火焰扩散与壁面燃油燃烧过程分析
3.3.3 不同支板/壁面燃油分配燃烧室性能评价
3.4 不同壁面喷油位置对燃烧特性的影响
3.4.1 不同壁面喷油位置对壁面燃烧过程影响
3.4.2 不同壁面喷油位置燃烧室性能评价
3.5 支板/壁面与支板/凹腔燃烧组织方式燃烧室性能对比
3.6 本章小结
第4章 燃油分配对燃烧性能影响的试验研究
4.1 引言
4.2 实验时序与实验过程介绍
4.3 燃油分配对燃烧室隔离段稳定裕度影响特性研究
4.3.1 燃烧室稳定裕度定义
4.3.2 单支板喷油燃烧室稳定裕度探究
4.3.3 支板/壁面组合喷油对提高燃烧室稳定裕度作用
4.3.4 不同燃油分配对燃烧室稳定裕度影响
4.4 支板/壁面组合喷油燃烧室性能评估
4.4.1 燃烧室性能评价指标定义
4.4.2 单支板喷油燃烧室性能评估
4.4.3 支板/壁面组合喷油燃烧室性能评估
4.5 不同壁面喷油位置燃烧特性分析
4.6 本章小结
第5章 组合喷油方式对燃烧室壁面热流影响
5.1 引言
5.2 被动冷却燃烧室壁面热流评估
5.2.1 数学问题描述及建模简介
5.2.2 不同燃烧组织方式下壁面热流结果对比
5.3 主动冷却发动机壁面热流评估
5.3.1 主动冷却发动机结构
5.3.2 主动冷却发动机壁面热流计算方法
5.3.3 冷却剂煤油热平衡终值温度预测
5.3.4 不同燃烧组织方式热流密度评估
5.4 支板/壁面组合喷油燃烧室总体性能评价
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历
本文编号：3862798
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3862798.html