燃气炮引射器引射系数影响因素研究

摘要

燃气炮作为一种重要驱鸟设备，得到了广泛的应用。燃气炮驱鸟主要依靠燃气爆炸产生的高分贝噪音，爆炸声音响度取决于燃气与空气在燃烧室的混合比例及混合的均匀性，燃气混合效果由引射器决定，因此引射器对燃气炮的效果起了重要作用。目前市场上燃气炮多根据国外相关产品仿制，缺少相关理论依据，关键尺寸差异较大，造成燃气炮性能不一致。本文以某型燃气炮作为研究对象，对其引射器进行分析改进来弥补燃气炮设计的理论依据不足问题，对燃气炮的设计改进具有重要理论指导意义以及实用价值。
　　本文在深入分析引射器基本工作原理、结构特点的基础上通过Fluent对燃气炮引射器存在的问题、影响的因素、改进的方向进行研究，主要的工作内容有:
　　1.对引射器、燃烧室建立数值模拟模型，并对原始尺寸燃烧室进行流场分析，通过分析发现，燃烧室内燃气浓度较低、气体混合不均匀;燃气浓度及气体混合均匀性直接受引射器相关参数直接影响。
　　2.针对影响引射性能的各参数（工作压力、喷嘴直径、喷嘴位置等）建立仿真模型，分析各参数对引射系数的影响，确定引射性能最佳时各参数的取值范围。
　　3.依据燃气燃烧的化学计量比确定燃气的最佳引射系数，在原始燃烧室结构基础上确定引射器喷嘴直径以及其他结构参数，并提出两套引射器的改进方案。
　　4.对改进引射器后的燃烧室进行流场分析，对比两方案中燃气的浓度与分布，确定最佳改进方案;按照改进方案制作试验样机，在不同工况下进行测试来对比改进前后燃气炮爆炸效果;通过测试发现，引射器改进后燃气炮爆炸响度以及稳定性得到极大提升。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 引射器

1．2．1 引射器工作原理

1．2．2 引射器分类

1．2．3 引射器应用领域

1．3 引射器国内外研究现状

1．3．1 引射器理论研究现状

1．3．2 引射器模拟实验研究现状

1．4 本文主要研究内容

第2章 燃气炮引射器流场仿真模拟

2．1 流体动力学控制方程

2．2 三维湍流模型模拟方法

2．3 数值计算模型设置

2．3．1 几何建模与网格划分

2．3．2 确定边界条件

2．3．3 确定求解器

2．4 原始燃烧室仿真结果

2．5 本章小结

第3章 引射器性能影响因素分析

3．1 影响引射性能的相关因素

3．2 喷嘴参数对引射效果的影响

3．2．1 喷嘴直径

3．2．2 喷嘴位置

3．3 渐缩段结构对引射效果的影响

3．3．1 渐缩段入口直径

3．3．2 渐缩段长度

3．4 混合段尺寸对引射效果的影响

3．4．1 混合段直径

3．4．2 混合段长度

3．5 扩张段对引射效果的影响

3．6 本章小结

第4章 燃气炮引射器关键结构参数改进

4．1 最佳引射系数的确定

4．2 引射器喷嘴直径的确定

4．3 引射器其它结构参数的确定

4．4 本章小结

第5章 燃气炮引射器改进方案分析

5．1 引射器改进方案对比与确定

5．1．1 燃烧室流场仿真模型

5．1．2 各工况下燃烧室速度场分布

5．1．3 各工况下燃烧室内部燃气浓度分布

5．1．4 改进方案的确定

5．2 改进后燃烧室流场分析

5．2．1 间断工作时燃烧室流场

5．2．2 连续工作时燃烧室流场

5．3 改进结果验证

5．3．1 建立试验样机

5．3．2 试样样机测试分析

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 研究工作总结

6．2 研究不足与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文