折叠V形火焰稳定器原型的冷态与稳燃特性研究

为了获得折叠V形钝体这一新型火焰稳定器原型的冷、热态特性,采用风洞实验与混合雷诺平均/大涡模拟结合的方法,对10组不同折叠角的折叠V形钝体火焰稳定器模型进行了冷态实验与热态数值模拟研究。其中,冷态实验风速为10~50m/s,来流雷诺数为1×10^(4)~8×10^(4),热态数值模拟工况的进气温度为700K、来流速度为50~150m/s,来流雷诺数为2×10^(4)~6×10^(4),当量比为0.2~1。通过实验测得了不同折叠角折叠V形钝体总压恢复系数,通过数值模拟进一步获得了阻力系数、吹熄性能与燃烧效率,并获得了折叠V形钝体下游火焰时均轮廓。研究表明,折叠V形钝体总压恢复系数与阻力系数优于标准钝体,总压恢复系数随钝体折叠角减小而增大,阻力系数随折叠角减小而减小;折叠V形钝体抗吹熄能力与燃烧效率均优于标准V形钝体;折叠V形钝体的下游火焰扩散特性与标准V形钝体有显著差异。

折叠V形钝体火焰稳定器原型的稳燃机制研究

为了掌握折叠V形钝体这一新型火焰稳定器的稳燃机制,采用风洞实验与混合雷诺平均/大涡模拟结合的方法对常压条件下10组不同折叠角的折叠V形钝体火焰稳定器原型进行了冷态实验与热态数值模拟研究。其中冷态实验风速10~50m/s,热态数值模拟工况为进气温度700K、来流速度50~150m/s,当量比0.3~1。通过PIV实验测得了折叠V形钝体回流区冷态流动特征,并结合数值模拟方法研究并讨论了折叠V形钝体绕流尾迹区旋涡特征;通过数值模拟研究了燃烧条件下、折叠V形钝体下游槽向驻涡结构发展变化规律。研究初步探明折叠V形钝体总压恢复系数、阻力系数、抗吹熄能力与燃烧效率优于标准钝体的原因,并发现折叠角角度较小的折叠V形钝体,尾迹中心区域无典型回流区,但仍能通过槽向驻涡结构形成驻涡稳燃速度型,该速度型有利于冷态绕流流速的恢复与热态燃气的加速。

不同热值生物燃料燃烧特性数值模拟

采用标准k-ε湍流模型、涡耗散湍流燃烧模型、P-1辐射传热模型对二维简化燃烧室燃料甲烷气、沼气、生物质气的燃烧特性进行了数值模拟.通过比较不同截面的燃烧情况,分析燃烧室内的温度分布、NOx质量分数分布、流场结构,研究了不同热值燃料的燃烧特性.结果表明:在入口空气、燃料质量流量相同的条件下,随着燃料热值降低,燃烧温度降低,温度分布更均匀,NOx排放量减少,流动速度降低;适当调节余气系数,能改善燃烧效果,温度分布仍满足高热值燃料燃烧温度高于低热值燃料燃烧温度的规律;在生物燃料混合气中掺入不同热值的可燃成分,可改变混合气的热值,恰当的混合比例能更好地发挥生物燃料的作用.

涡扇发动机加力燃烧技术发展分析

加力燃烧室可以在特定的情形下,大幅提升发动机的推力,从而使飞行器获得短暂优势,作用不容忽视。相较于涡喷发动机,涡扇发动机的加力燃烧室形式更为复杂多样,其技术发展也与涡喷发动机有所区别。

航空发动机加力燃烧技术发展

加力燃烧具有宽工况适应性,除用于常规军用涡扇发动机外,未来变循环发动机、常规起降高超声速动力系统、单级入轨系统、新一代超声速民航飞机动力等也可用加力燃烧技术作为突破循环切换"推力陷阱"的重要辅助手段。因此,在未来相当长的一段时间内,加力燃烧仍将作为航空发动机关键技术,发挥重要作用。

低温等离子体助燃技术及其在燃烧室中的应用

低温等离子体助燃技术作为一种新兴燃烧组织技术,有望突破常规燃烧组织技术瓶颈,为航空发动机面向高速、高效发展需求的常规主燃烧室、加力燃烧室设计以及超声速冲压燃烧技术、脉冲爆震燃烧技术、定容燃烧技术的发展提供新的思路。