透光程度对旋流器出口流场特性的影响研究

摘要

现今航空发动机燃烧室往往采用旋流器来形成低速区，从而起到稳定火焰、促进油气混合的作用。旋流器的各种结构型式有较大差别，但其结构和流动特点及主要的影响因素基本一致，旋流器结构参数的变化必然会带来其下游流场特性的变化。研究旋流器结构参数的变化对下游流场的影响特性有助于充分了解旋流器及其下游流场，为改进旋流器设计提供理论依据，从而使火焰筒头部具有良好的气流结构和雾化特性，达到改进火焰筒头部燃烧组织的目的，最终使燃烧室的温升提高，稳定工作范围拓宽，满足高温升、大热负荷燃烧室头部的设计要求。
　　各型式旋流器的结构参数众多且部分参数相互影响变化，不利于研究分析不同结构参数对旋流器下游流场的影响特性。为充分了解旋流器结构参数变化对下游流场的影响特性，本文引入了一个和旋流器各结构参数均相关的综合性参数透光率δ，并设计出具有典型透光率的旋流器模型件，对其下游流场开展数值模拟和PIV试验研究，总结出不同透光率和不同流量对旋流器下游流场的影响特性以及相同透光率下旋流器下游流场的异、同点。研究发现：变叶片角度时，随着δ的减小，回流区先变小后变大，总压损失变化很大，且越来越大；变叶片数时，随着δ的减小，回流区先变大后变小，总压损失变化不大，但越来越大；变旋流器宽度时，随着δ的减小，回流区先变小后变大，总压损失变化不大，但越来越大；透光率相同时，下游流场有许多相似之处，也有一些不同之处。本文的研究结果表明透光率是影响旋流器下游流场特性的一个重要因素，可以作为分析旋流器下游流场特性的一个参数，但相同透光率下流场特性表现出来的差异也表明除了透光率以外，还有其他因素耦合在一起影响流场特性。

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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 本文研究内容

第二章 旋流器模型件的设计

2.1 旋流器概述

2.2 旋流器透光程度的概念

2.3 旋流器模型件的设计

2.4 本章小结

第三章 透光率影响旋流器下游流场的数值模拟研究

3.1 计算模型

3.2 控制方程组

3.3 计算参数及边界条件

3.4 计算结果及分析

3.5 本章小结

第四章 透光率影响旋流器下游流场的试验研究

4.1 试验系统

4.2试验内容及参数

4.3 试验结果及分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文研究成果

5.2 未来研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文