小型燃机燃烧室双燃料喷嘴一体化结构的性能研究

摘要

小型燃气轮机在军民品领域具有广泛的应用市场，尤其是在石油日益紧张和环境污染日益严重的趋势下，双燃料发动机得到愈来愈多的应用，双燃料燃烧室的研究开发在国内也得到越来越多的重视。然而由于小型燃气轮机双燃料燃烧室的技术要求高，在国内已发表的文献中，还没有关于双燃料喷嘴一体化的研究与设计，因此开展小型燃机的双燃料喷嘴的研究开发，在军民领域均有极其重要的意义和价值。
　　本论文对引进的某型燃气轮机双燃料燃烧室的不可拆解喷嘴进行性能与结构的研究探索，应用数值仿真模拟，分析该喷嘴的流动性能、雾化性能和燃烧性能。通过数值模拟结果发现，气路由于燃气流速较大，与空气掺混不理想，影响燃烧效率。在此模拟基础之上，改变了气路的结构和增加的导流叶片，设计出另外两种双燃料喷嘴。
　　通过对改型后的喷嘴进行数值模拟，然后对比原型喷嘴的结果，发现改型后的喷嘴的掺混、雾化、燃烧流场等都较好，在燃气与空气掺混方面甚至比原型喷嘴更好。通过原型喷嘴与改型喷嘴的对比分析,发现改型后的喷嘴在气路结构上有不错的优势。通过对比分析，掌握了双燃料喷嘴的结构与特性，为开发出自主设计的燃机双燃料喷嘴探索结构。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

第二章 数值计算方法

2.1流体动力学控制方程

2.2液体喷雾模型

2.3湍流燃烧模型

2.4雾化质量的评定

2.5边界条件

2.6本章小结

第三章 原型喷嘴燃油数值模拟

3.1原型喷嘴物理模型

3.2 网格独立性的验证

3.3数值模拟结果及分析

3.4本章小结

第四章 改型喷嘴燃油数值模拟

4.1喷嘴结构改型设计

4.2改型喷嘴物理模型

4.3燃油燃料的处理

4.4数值模拟结果及分析

4.5本章小结

第五章 燃烧双燃料数值模拟

5.1燃气燃料的处理

5.2数值模拟结果及分析

5.3燃油含量对燃烧室性能的影响

5.4本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文