中心穩(wěn)焰超燃燃燒室流動(dòng)與混合過(guò)程研究.pdf

1、超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)是一種在大氣層內(nèi)實(shí)現(xiàn)高超聲速飛行的新型吸氣式動(dòng)力裝置，是當(dāng)前推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域別的研究前沿，而超聲速燃燒技術(shù)是其研究重點(diǎn)。本文提出一種新型的中心穩(wěn)焰超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)方案，并完成了相應(yīng)的二元模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用數(shù)值模擬方法，對(duì)該中心穩(wěn)焰超燃燃燒室的燃燒組織展開(kāi)了一系列研究。主要內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　首先，提出了分區(qū)雙支板和多支板兩種中心穩(wěn)焰超燃燃燒室設(shè)計(jì)方案，并分別對(duì)其冷流場(chǎng)和油霧場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬。研究發(fā)現(xiàn)，多支板中心穩(wěn)焰燃燒

2、室模型的支板尾緣能夠形有利于對(duì)點(diǎn)火和火焰穩(wěn)定的回流區(qū)，同時(shí)多支板間的相互作用能夠在流場(chǎng)中形成有助于燃燒組織的低馬赫數(shù)區(qū)域。燃油主要集中在燃燒室中心位置，壁面附近并無(wú)燃油，可以實(shí)現(xiàn)中心燃燒。流場(chǎng)結(jié)構(gòu)和油霧場(chǎng)結(jié)構(gòu)較雙支板分區(qū)方案時(shí)均更為合理，且三支板情況下的油霧場(chǎng)結(jié)構(gòu)要略優(yōu)于采用五支板方案時(shí)。
　　其次，選取三支板中心穩(wěn)焰超燃燃燒室方案，對(duì)其幾何構(gòu)型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明，在前后支板間距離X=40mm，雙支板間距離Y=10mm，雙支板

3、支板厚度為6mm時(shí)，燃燒室內(nèi)能夠形成穩(wěn)定合理的回流區(qū)和低馬赫數(shù)區(qū)域，并保證較小的總壓損失。同時(shí)，通過(guò)改變噴油孔的位置對(duì)燃燒室油霧場(chǎng)進(jìn)行了優(yōu)化。研究表明，當(dāng)單支板上下壁面噴嘴和雙支板外壁面噴嘴均位于支板前緣，雙支板內(nèi)壁面噴嘴位于支板尾緣時(shí)，燃燒室內(nèi)燃油摻混較為合理。
　　最后，研究了供油方案、油氣比等對(duì)該二元超燃燃燒室模型燃燒性能的影響，并對(duì)燃燒效率進(jìn)行了計(jì)算?？芍?，當(dāng)燃油流量為0.5kg/s時(shí)，油氣比ER=0.5，既保證燃燒室的自