喷嘴布局对钝体非预混火焰响应特性影响的试验研究

航空发动机加力燃烧室由于能量密度大、进口速度大、进口温度高,燃料和空气掺混不均匀等,易发生燃烧不稳定现象。加力燃烧室为多喷嘴结构,喷嘴布局会影响燃烧室内的释热率分布,进而影响火焰响应。以模型加力燃烧室为研究对象,对不同喷嘴数量和喷嘴直径的钝体非预混火焰的释热率响应特性进行研究。利用扬声器对火焰施加声激励,通过双麦克风法测量速度脉动,光电倍增管结合CH*滤光片测量释热率脉动。研究表明,喷嘴布局的改变对燃烧室内的释热率分布会产生显著影响,火焰传递函数(FTF)增益呈现典型的双峰特征。随着喷嘴数量增加,增益峰值先减小后增大,增益峰值对应的频率有向高频移动的趋势,系统时滞并未发生明显变化;随着喷嘴直径增加,FTF增益先减小后增大,系统时滞明显增大。

耙吸式挖泥船耙头冲水系统喷嘴布局的优化研究

基于计算流体动力学基本理论,分析水射流冲击硬质黏土过程中产生的冲击压力,比较不同喷嘴间距及排列方式对靶物冲击效率的影响。选取单排和双排流场模型,用Fluent软件进行数值模拟,进行网格无关性验证,发现模拟结果与已有的试验数据对比的误差为5.53%。研究结果表明:合理减小喷嘴间距能够增强高压冲水系统对泥沙的破碎能力,单排排列方式时,喷嘴间距L不宜大于126mm;间距过小,高压水射流冲击靶面形成的回流会削弱射流的发展,降低高压射流对泥沙的破碎效率;间距过大,则会导致靶面上两高压射流之间有压力较低的区域形成沙脊。双排时,喷嘴采用正三角形排列,可有效消除沙脊,且双排交叉排列对靶距变化具有较强的适应性。

喷嘴布局对加力燃烧室燃烧性能的影响

为研究喷嘴布局对加力燃烧室燃烧过程及主要燃烧性能参数的影响,选择了某典型加力燃烧室,设计了两种喷嘴布局及在两个典型状态点的供油策略。方案1的喷杆数量少,喷嘴布置得更集中,内区喷杆在状态点1不工作;方案2的喷杆数量多,喷嘴布置得更分散,所有喷杆在不同状态点均工作。此外,两种方案喷嘴对应的喷射区域存在明显差别。应用FLUENT模拟不同喷油条件下,加力燃烧室在两个状态点的燃烧情况。数值模拟结果表明:方案2使加力燃烧室内燃油分布得更均匀,改善了燃烧过程,提高了不同状态点的总温。相较于方案1,方案2使加力燃烧室在状态点1的总温升增加了49 K、燃烧效率提高了0.033,在状态点2的总温升增加了64 K、燃烧效率提高了0.041。然而,方案1在两个状态点的热态总压恢复系数较方案2分别高0.004和0.003。

基于CFD模拟优化多晶硅还原炉内的流场及温度场

改良西门子法是目前生产多晶硅的主要方法,针对改良西门子法生产多晶硅过程中还原炉内的温度场和流场不均匀性问题。利用CFD数值模拟软件建立36对棒CVD还原炉三维模型,模拟分析比较不同的喷嘴布局方式对还原炉内的流场和温度场的影响。模拟结果表明:更加均匀的喷嘴布局对还原炉内部的温场均匀性更加有利,而中心喷嘴相对于外圈喷嘴占优的喷嘴布局方式更有利于获得更加均匀的流场。