三对钝体布置先进旋涡燃烧室流动特性研究

摘要

本文以优化三对钝体布置AVC的几何结构为目的，采用数值模拟和实验相结合的方法，对驻涡腔内无气体喷射和驻涡腔内有气体喷射两种情况下的冷态流动特性开展研究，从总压损失特性、速度分布、压力分布以及旋涡结构等方面进行了详细分析，确定了最优的三对钝体布置AVC几何结构。
　　 在驻涡腔内无气体喷射时，研究表明:在前后钝体间距为40mm时，燃烧室的总压损失系数最低，同时，在气流通道的顶部和底部存在较强的气流扰动，利于燃气掺混，在气流通道中间部分旋涡结构对称，利于火焰稳定。因此，在驻涡腔内无气体喷射时，前后钝体间距为40mm为最佳几何结构。
　　 在驻涡腔内有气体喷射时，研究表明:在前后钝体间距为50mm时，实验结果的总压损失系数最小，数值模拟结果的总压损失系数也处于较低数值，同时，在气流通道的顶部和底部存在较强的气流扰动，利于燃气掺混，在气流通道中间部分旋涡结构对称，利于火焰稳定。因此，在驻涡腔内有气体喷射时，前后钝体间距为50mm为最佳几何结构。
　　 本文对建立的三对钝体布置AVC的其冷态流动特性及最佳几何结构进行了详细地研究，将对推广使用适于IGCC的AVC奠定理论基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 先进旋涡燃烧室概述

1．3 国内外文献综述

1．3．1 国外文献综述

1．3．2 国内文献综述

1．4 研究内容

第2章 实验方法

2．1 PIV技术介绍及原理

2．1．1 PIV技术介绍

2．1．2 PIV技术的基本原理

2．1．3 PIV技术的图像处理技术

2．2 三对钝体布置先进旋涡燃烧室的实验装置

2．2．1 三对钝体布置AVC实验件

2．2．2 PIV测试系统

2．2．3 压差及环境温度测试系统

2．3 实验准备工作

2．3．1 示踪粒子选择工作

2．3．2 PIV调试及标定工作

2．4 实验内容

第3章 数值模拟方法

3．1 数值模拟理论基础

3．1．1 计算流体力学概述

3．1．2 控制方程

3．1．3 湍流模型

3．2 数值模拟的计算模型

3．2．1 物理模型及网格

3．2．2 边界条件

3．3 数值模拟内容

第4章 凹腔内无气体喷射的冷态流场研究

4．1 前后钝体间距影响的实验及数值模拟研究

4．1．1 总压损失系数的实验及数值模拟研究

4．1．2 冷态流场结构的实验及数值模拟研究

4．2 凹腔横截面冷态流场结构的数值模拟研究

4．3 小结

第5章 凹腔内有气体喷射的冷态流场研究

5．1 前后钝体间距影响的实验及数值模拟研究

5．1．1 总压损失系数的实验及数值模拟研究

5．1．2 冷态流场结构的实验及数值模拟研究

5．2 横截面的数值模拟研究

5．3 小结

结论

参考文献

附录 PIV实验设备参数

攻读学位期间公开发表论文

致谢

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