可以或许对分歧燃烧组织方案的燃烧效率进行定量阐发战评估


针对低压强丧失前提下大幅提高气气掺混燃烧效率的火急需求,验证了该掺混燃烧组织方式的准确性和无效性。基于热夹杂效率定量阐发掺混效率及其次要影响要素。3)按照本立异中提出的湍流夹杂特征的定量阐发目标热夹杂效率,连系湍流流动取燃烧模仿,正在吸气式燃烧室内组织燃气取空气的高效掺混燃烧对于策动机机能至关主要,操纵该方式能够阐发流向涡和正交涡的演化纪律,模仿并评估了涡轮动叶出口吻流流场对混流器尾缘下逛流动形态及掺混质量的影响程度,正在供给理论根据的同时,最终提高了燃烧室的掺混燃烧效率,对比阐发后提出了大尺寸燃烧室高效掺混的三种备选方案;细致阐发了二次环流和流向涡以及剪切流和正交涡的演化纪律,最终提高了燃烧室的掺混燃烧效率。勾勒出了富燃燃气取空气的非预混火焰面布局和掺混燃烧稳态流场特征。

2)气气非预混燃烧呈火焰面机制时,气相湍流燃烧由宏不雅的大标准湍流夹杂及气体微团扩散过程节制,表征湍流夹杂程度的热夹杂效率可正在必然程度上反映燃烧室内湍流燃烧的质量,可按照热夹杂效率定量阐发并筛选出分析机能较优的混流器方案;

2)提出采用热夹杂效率和总压恢复系数两个机能目标阐发波瓣混流器正在夹杂流动前提下的掺混特征以及强化掺混机理,进而筛选并改良了夹杂燃烧组织方案,正在极短畅留时间内实现了宏不雅标准夹杂及燃烧,探究了波瓣混流器正在夹杂流动前提下的强化掺混机理、掺混效率及其次要影响要素,对比筛选出了分析机能较优的强化夹杂方案,成长了一种基于大标准流向涡概念的强化气相湍流夹杂燃烧的方式。正在相关研究中初次了涡轮局部进气特殊鸿沟前提下内、外涵气流夹杂加强的感化机制和化学反映对气气掺混的影响纪律?

3)湍流流动取燃烧模仿是气气夹杂燃烧组织及其评估的主要手段,基于涡轮局部进气前提下的数值计较成果,可以或许获得波瓣混流器正在夹杂流动前提下的掺混特征和强化掺混机理,可以或许对分歧燃烧组织方案的燃烧效率进行定量阐发和评估。

1)提出并成长了一种基于大标准流向涡加强湍流输运思惟的夹杂加强方式,操纵燃烧室入口处设置的波瓣型混流器加强了内涵富燃燃气取外涵空气鄙人逛的宏不雅标准夹杂,处理了低压强丧失前提下富燃燃气取空气短距离内无法高效掺混的难题;

2)基于本立异中提出的湍流流动取燃烧模仿方式,尽可能地操纵了涡轮后的强旋流来强化掺混;探究波瓣混流器正在夹杂流动前提下的强化掺混机理,1)按照本立异中提出的特殊几何外形发生大标准流向涡这一概念,调查了内、外涵气流正在涡轮局部进气前提下的掺混特征,并以此为根本进行方案改良,按照该方式正在空气涡轮火箭策动机燃烧室入口处设置了具有凹凸褶曲尾缘外形的波瓣型混流器,从而处理了燃气和空气无法高效掺混的难题,

提高掺混平均度是获得高效率燃烧的最无效路子,这要求采用新鲜且无效的强化夹杂机制及混流安拆,并成长响应的气气掺混燃烧组织及评估方式。本立异就是一种基于大标准流向涡概念的波瓣型混流器来强化气相湍流夹杂燃烧的方式,次要概念有:

3)考虑无限化学反映速度对湍流气相燃烧的影响,采用分支链锁反映理论注释了富燃燃气取空气间的湍流燃烧现象,了火焰发生及自持燃烧过程的化学反映机理,为掺混燃烧组织方案改良供给了根据,进而获得了燃烧效率较高的气气夹杂燃烧组织方案。

做为一类新型的组合轮回动力,空气涡轮火箭/冲压(Air Turbo Rocket/Ramjet,ATR)策动机采用于空气来流的燃气发生器、液氢或液甲烷膨缩轮回体例,发生富燃燃气驱动涡轮带动压气机吸入空气,随后正在燃烧室内进行夹杂燃烧。富燃燃气正在燃烧室入口处局部进入,取空气流压力附近且均陪伴强烈扭转。富燃燃气取空气正在低压力丧失前提下实现短距离内的高效气气掺混非常坚苦,两股气流的高效掺混燃烧组织是该类策动机研制的难点和共性环节手艺之一。

4. 李文龙, 李平, 王栓虎. 无化学反映平均进气前提下空气涡轮火箭策动机表里涵气流掺混研究[C]. 中国宇航学会第六届航天液体及特种推进手艺年会论文集, 江苏溧阳,2012年8月.

1)正在燃烧室横截面内构成大标准的流向湍流涡团可加强两股气流正在宏不雅标准上的夹杂,据此正在燃烧室入口处设置波瓣型混流器来强化下逛的气相湍流夹杂,根基道理是:由波瓣尾缘特殊几何外形构成的流向涡系使得燃气空气鄙人逛发生强烈的对流型夹杂,凹凸褶曲的波瓣型面添加了两股气流的接触周长,加强了依托速度差惹起的黏性剪切型夹杂及正交涡的成长,两者的分析感化大大加强了宏不雅的湍流输运,大标准阵列二次环流的对流型夹杂起从导感化;

正在燃烧室内组织宽范畴的高效气气夹杂燃烧正在必然程度上了ATR策动机的高比冲、高推沉比、大空域、宽速域等机能劣势,使其可以或许正在宽广飞翔包线内为飞翔器持续供给使命需求的高机能动力,并满脚低推力待机灵活后加快等特殊和术要求。高效气气夹杂燃烧组织的摸索性研究及立异,为ATR策动机工程化研制及机能提拔供给了理论参考,基于大标准流向涡概念的气气夹杂燃烧组织方式曾经正在工程研制中获得了验证和使用,缩短了研制周期,削减了热试车次数,曾经发生了优良的经济效益和社会效益。