某型燃机燃烧室的数值模拟

燃料喷嘴双级径向旋流器在燃烧室内形成稳定的回流漩涡结构,有助于燃烧室火焰稳定和提高燃烧效率。文中建立了计算模型,利用CFX软件进行燃烧室的燃烧模拟,研究了燃烧室中流场分布、NO含量分布、温度场分布、燃料分布。模拟计算表明,此燃烧室具有较好的气动特性、稳燃性能与冷却性能,能够在额定工况下长时间稳定工作。     

低压亚超混合层燃油雾化特性数值研究

对内嵌火箭发动机低压条件下的亚超剪切混合层中的燃油雾化特性进行研究,分析总结了环境压力、气液比、韦伯数对燃油雾化性能的影响。研究过程中采用ANSYS软件,使用了可有效捕捉漩涡的RNG k-ε模型并加入了TAB二次破碎模型,在0.01 MPa～0.1 MPa中改变环境压力,并通过改变燃油入口速度改变韦伯数和气液比。研究结果表明,随着环境压力降低,索泰尔平均直径增加,颗粒直径下降速度在接近常压时逐渐放缓,雾化性能下降;随着气液比的增加,索泰尔平均直径减小,颗粒分布更为均匀,提升了雾化性能;提高韦伯数使得气动力增加,索泰尔平均直径几乎呈线性趋势降低,提升了雾化性能。对数值模拟的数据进行分析,在低压条件下得到了索泰尔平均直径的经验计算模型。     

某重型燃气轮机燃烧室燃烧流动的数值模拟

对某重型燃气轮机燃烧室燃烧天然气进行数值模拟,在模拟过程中采用了雷诺应力模型、EBU-Arrheniue湍流燃烧模型和六通量辐射模型来描述其燃烧流动过程,运用FLUENT软件求解了三维流场和温场分布.计算结果能够很好地反映该重型燃气轮机燃烧室燃烧流动特点,对预测燃烧室内的燃烧流动有一定参考价值.     

低压燃油雾化喷嘴流动能量损失特性数值研究

建立了描述燃油在有渐扩切向槽的低压燃油喷嘴内的三维流动数学模型,采用SIMPLE算法进行计算,探讨低压下这种喷嘴的流动阻力特性,并采用试验方法研究了低压下油的雾化特性,以确定优化的燃油雾化喷嘴的结构特性。结果表明：在θ= 6o左右时,燃油雾化喷嘴出口流体的回流卷吸作用消失;在低压下(p0=0.8 Mpa),当燃油雾化喷嘴的结构特征为n=3～4,L≤2.5,θ=5o~6o,a/b=1.2和Rx/rb≥2.5时,能量损失达到最小,喷嘴压降达到最低;结构优化的燃油雾化喷嘴在低压下可保持良好的雾化质量。研究得到的燃油雾化喷嘴可用于火电厂、化工及建材等燃烧动力装置的燃烧点火及助燃等。     

交接环形耐压壳屈曲特性试验与数值研究

研究了不锈钢交接环形耐压壳在均匀外压作用下的屈曲性能。使用的交接环形耐压壳的截面半径为70.5 mm,壁厚为1.319 mm,圆周旋转半径为134 mm。制作了6个交接壳模型,并对其进行几何测量、静水外力试验和数值计算,在此基础上对交接环形耐压壳屈曲行为进行分析,研究了交接角度和环肋参数对屈曲的影响规律。结果表明,交接角度对交接环壳屈曲载荷没有影响,环肋的宽度和厚度达到一定阈值时,临界屈曲载荷值保持不变且接近于交接单元的屈曲载荷。     

某重型柴油机燃烧室形状研究

本文针对某重型柴油机,利用燃烧仿真软件FIRE建立了三维数值模型,根据试验数据完成数值模型标定,在原机传统ω型燃烧室形状基础上,从燃烧理论出发优化设计新的燃烧室型线方案,提出了阶梯式燃烧室方案,并完成试验验证。经试验验证,阶梯式燃烧室与传统ω型燃烧室相比,柴油机外特性油耗比降低,滤纸烟度也有较大改善,与仿真预测结果基本一致。为通过优化燃烧系统达到改善柴油机经济性、动力性及排放指标的研究提供参考。     

以天然气为燃料的燃气轮机燃烧室燃烧场数值模拟

某燃气轮机以天然气为燃料,对其燃烧室燃烧流场进行数值模拟,得到典型工况的速度场、温度场、CO2分布,总结了燃烧室出口温度不均匀度、燃烧效率的变化规律.结果表明:旋流器的导向作用明显,在火焰筒头部出现了明显的回流区,有利于火焰稳定;随着工况升高,燃烧室出口平均速度增大、CO2质量分数增大,燃烧效率提高;燃烧室出口温度分布...     

离心泵内流场空化特性的数值模拟研究

针对离心泵内流场特性分析困难的问题,对离心泵流场数值模拟的几何模型建立、模型网格划分和边界条件设定进行了研究,采用计算流体力学方法,获取了在敞水性能条件下离心泵的扬程-流量、效率-流量的变化关系;结合Zwart空化模型,重点对不同有效汽蚀余量时离心泵的空化流场进行了数值模拟,得到了离心泵的内部流线和空泡分布的情况,并与该离心泵机组进行了性能测试实验,最后在此基础之上进行了对比分析。研究结果表明,所采用的数值模拟方法和空化模型合理有效,此结果可为进一步开展离心泵空化监测技术研究提供借鉴。     

轿车尾流场特性的计算机数值仿真研究

以一种简化轿车模型及其几种变形模型为例对其尾流场进行了仿真计算,成功地模拟出了气流分离和拖拽涡现象,仿真结果与实验结果基本一致。利用计算和试验结果详细分析了尾流场的特性,特别对拖拽涡的形成,发展和变化规律进行了详细讨论,并探讨了影响尾流场的因素与控制方法。     

环形风口排风罩气流特性的数值模拟

采用CFD技术分析了等温情况下环形风口排风罩和传统伞形排风罩排气气流特性。在同样的排风量下,与同规格传统伞形排风罩相比,环形风口排风罩能在罩口周边下方产生较大的控制速度,其在工作台外边缘附近控制点上的控制速度比传统伞形排风罩的控制速度要大7%~19%(排风量1~7kg/s),环形风口排风罩能以较小的排风量达到同样控制有害物的效果。     

贫油直喷燃烧室回火的数值研究

针对燃烧稳定性中的回火问题,对贫油直喷燃烧室的回火特性进行了研究.燃烧中的回火指的是火焰从燃烧室传入到了预混区中的这样一种现象,它包含了声波、湍流、燃烧之间的复杂的相互作用,是燃烧研究中的关键问题之一.利用Fluent中的混合分数/PDF平衡化学反应模型对贫油直喷燃烧室进行了大涡模拟,分别计算了冷态和热态下的流场,捕捉了贫油直喷燃烧室内回火的动态过程,其中亚格子模型采用WALE模型,燃油射流采用离散相模型.研究结果表明,大涡模拟能够较好地反映流场分布情况,贫油直喷燃烧室内存在中心回流区,模拟结果与实验结果吻合较好;贫油直喷燃烧室中的回火发生在中心流区域,回火时,中心回流区向上游移动,这促使了火焰的向上游传播,并最终导致了回火的发生.     

某型燃机燃烧室NO_x生成研究

环境和空气条件的日益恶劣,使得很多国家对燃烧排放标准要求更高更严格。目前燃烧主要限制的排放污染物为SO_x、NO_x等对环境影响较大的气体及粉尘。燃机作为典型的动力和发电设备发挥着越来越重要的作用。在排放要求日趋严格的今天,如何降低燃机燃气中NO_x的排放量已迫在眉睫。想控制其生成,要先知其生成机理,在源头上解决问题。文中对NO_x的生成机理做了简要阐述,并利用Reaction Design Chemkin软件模拟了某型燃机NO_x的生成情况。     

某防暴喷射管管内流场数值模拟

采用流固耦合的方法,基于COMSOL仿真平台对某防暴喷射管内部流场进行了数值模拟,分析了发射管结构和气室初始压强对管内冲击挤压流动过程的影响.结果表明:在气室初始压强为20MPa,战剂容量为10ml的情况下,发射管内径越小,管流阻力越小,活塞运动时间越短,战剂出口速度越小,能量利用率越高;增大气室初始压强能缩短管内流动...     

燃烧室结构-声耦合特性研究

声振耦合影响燃烧室燃烧稳定性,加剧火焰筒薄壁结构疲劳破坏,声振耦合特性研究对燃烧室燃烧稳定性设计与结构抗疲劳设计非常必要。利用有限元软件建立燃烧室结构-声三维模型,进行燃烧室封闭结构声振耦合特性研究,计算出结构的固有频率和模态振型。通过试验,测量燃烧室声振传递函数,得到燃烧室结构声振耦合固有频率和模态振型。研究表明,声场相当于给结构增加了附加质量,降低了结构固有频率,并产生了特殊的耦合频率。试验验证了有限元计算结果的正确性,从而为燃烧室薄壁结构设计提供了参考。     

燃气轮机燃烧室增容数值模拟

论述了燃气轮机燃烧室增容的必要性,建立了某型燃气轮机燃烧室增容数学模型,通过数值模拟提出了燃烧室增容需改进的方向,为间冷循环技术工程实践提供了指导。     

超声速燃烧室冷态流场数值模拟研究

超燃冲压发动机是吸气式高超声速飞行器理想的动力装置。在进口马赫数2.0、进口总温285K的条件下,对超声速燃烧室的二维冷态流场进行了数值模拟。分析了超声速燃烧室内激波与边界层作用引起的复杂的流场结构;数值模拟获得的激波链结构与实验纹影图吻合较好,所计算的壁面压力分布与实验结果较为一致。相同的反压条件下,随进口马赫数的增大,超音速燃烧室内激波链长度减小。     

环形自激振荡射流泵内部流动特性的数值模拟

将环形射流泵和自激振荡射流的优势相结合提出了一种新型射流泵,通过数值模拟的方法研究了不同流量比工况下新型射流泵的性能和效率以及流场内部流动参数的规律变化。结果表明:不同的工况条件对新型射流泵的性能有着较大的影响,最大泵效相比于传统射流泵增大了2%左右,确定了较优工况条件为0.48≤q≤0.7;随着被吸流量的增大,流场中压力系数逐渐降低,压降增大的同时也造成了部分能量损失;两股射流在自激振荡腔室入口处的混合区范围有着明显变化,各截面动量修正系数逐渐趋于稳定,在出水管处射流基本混合均匀。     

燃烧室迷宫复合冷却结构流场数值研究

以燃烧室迷宫复合冷却结构为研究对象,采用数值模拟方法研究该冷却结构内部流场、温度的分布情况,获得其流场结构及冷却效率沿轴向的分布规律,并与采用气膜冷却的原型火焰筒进行了对比。研究表明:相对某型航空发动机燃烧室火焰筒,该冷却结构的冷却效率高,流场分布均匀。计算结果对于迷宫复合冷却结构的设计和冷却性能试验研究都具有一定的理论指导意义。     

某民用飞机燃油系统不可用燃油量飞行试验研究

不可用燃油量作为飞机燃油油量表校准的关键依据,对评估飞机燃油测量系统具有重要意义。本文对某民用飞机燃油系统不可用燃油量飞行试验进行了研究,通过飞行试验,确定了该飞机燃油系统的不可用燃油量。     

旋流燃烧器空气流场特性CFD数值模拟

一二次风配风比及其流动特性决定燃烧过程氧气供应,对旋流燃烧器燃烧质量有着决定性的影响。旋流燃烧器内部结构设计、各部件布局、二次风门开度都会影响一二次风配风比及其流动特性。CFD技术因成本低、周期短,能直观全面了解流场分布情况而在燃烧流动领域研究被广泛应用,故采用Fluent对燃烧器空气流场情况进行数值模拟和分析,研究不同二次风门开度下旋流燃烧器空气流场特性。结果表明,压力最大区域主要分布在空气入口处到二次风门间、一次风管入口附近区域,随二次风门开度增大二次风门内部空气流速逐渐增大,整体平均空气压力、空气旋流强度、旋转气流存在区域不断减小,负压区存在于旋流器前端到燃烧器空气出口之间区域,维持火焰稳定,对燃烧器结构设计和实际应用起到重要指导作用。