斯特林发动机燃烧室数值模拟及试验验证

为优化斯特林发动机燃烧室温度场、流场,进一步提高加热管换热能力,提出燃烧室排气结构优化和引射比设计优化方案,并开展数值模拟和试验验证。经试验验证:排气结构和引射比对外燃系统效率影响较大;排气结构和引射比可以进行组合优化,能进一步提升外燃系统效率,组合优化后外燃系统效率最高达92.2%,提升1.4%;排气结构优化和引射比设计优化对整机性能都有提升;引射比对整机性能的影响试验与数值计算较吻合,外燃系统效率提升1.19%。

燃烧室压力对燃油喷雾和燃烧的影响研究

采用CHAMKIN模拟分析燃烧过程,基于自行设计的可视化定压燃烧系统试验研究燃烧室压力对燃油喷雾和燃烧的影响。结果表明:随着压力的升高雾化效果逐渐变差;进气旋流可以改善雾化效果;如果进气旋流是高温气体,则改善情况更明显。压力的增加仅加快了反应速率,缩短了着火延迟时间,并没有引起着火过程中温度的很大变化。随着燃烧压力的增加,火焰逐步向燃油喷嘴处移动,可通过提高烟气卷吸率增强气旋效果,使火焰更长,燃烧更均匀,避免烧坏油头及燃烧室内部分温度过高等不良后果。