燃气轮机燃烧室喷嘴的结构设计及参数优化

摘要

重型燃气轮机标志着一个国家综合国力以及重大技术的发展水平。但是其性能要求高，工作条件十分苛刻，并且其热效率随着燃油雾化效果与雾化粒度均匀性的提高而增加，所以燃烧室的燃油喷嘴是决定供油流量、稳定性、浓度分布、雾化细度与均匀度的关键部件，故对燃油喷嘴的主要结构和参数进行优化具有重要的理论研究意义和工程应用价值。
　　本文主要研究内容有:
　　(1)通过对比燃烧室稳定工作范围宽广程度决定选择双油路（相对于单油路）燃气轮机燃烧室燃油喷嘴来进行设计研究，在文中设计了燃油喷嘴主、副油路的结构，建立了燃油喷嘴三维结构模型;
　　(2)应用FLUENT将ICEMCFD的网格模型进行流体分析，改变主旋流器的倾斜角度进行模拟确定该角度为45°时最为优化;
　　(3)对比分析了改变喷嘴宏观参数包括喷口长度、喷口角度、供油压力等情况下的燃油雾化效果，综合分析燃油雾化性能得出燃油喷嘴的最佳结构参数设置;
　　(4)对燃气轮机燃油喷嘴试验台进行初步规划，包括有关性能参数进行介绍、实验装置和实验步骤的简要说明。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 燃油喷嘴的简单介绍

1．3 国内外燃气轮机燃油喷嘴的研究现状

1．3．1 国外燃油喷嘴的研究现状

1．3．2 国内燃油喷嘴的研究现状

1．4 本文研究的主要内容

第2章 双油路燃油喷嘴的主参数及结构设计

2．1 双油路燃油喷嘴及建模软件的选定

2．1．1 双油路燃油喷嘴的构成

2．1．2 双油路燃油喷嘴的优势

2．1．3 SolidWorks软件介绍及优势

2．2 双油路燃油喷嘴副油路设计及建模

2．2．1 副油路燃油喷嘴的结构设计

2．2．2 燃油喷嘴副油路的理论计算

2．3 双油路燃油喷嘴主油路设计

2．3．1 燃油喷嘴主油路的结构设计

2．3．2 燃油喷嘴主油路的理论计算

2．4 双油路燃油喷嘴的其他结构设计

2．4．1 弹簧结构设计

2．4．2 其余结构图的设计

2．5 本章小结

第3章 双油路燃油喷嘴雾化性能模拟方法研究

3．1 双油路燃油喷嘴流体模型建立

3．1．1 ICEM CFD、FLUENT软件介绍

3．1．2 划分网格的参数设置及网格模型

3．1．3 流体分析的参数设置及流体模型

3．2 副喷口单独工作时的雾化情况

3．2．1 副喷口单独供油的压力计算

3．2．2 副喷口单独供油时的燃油雾化情况

3．2．3 对副喷口单独供油情况进行结果分析

3．3 主副喷口同时供油时的雾化情况

3．3．1 主副喷口同时供油时的燃油雾化情况

3．3．2 对主副喷口同时供油情况进行结果分析

3．4 本章小结

第4章 双油路燃油喷嘴的结构优化

4．1 改变燃油喷嘴的喷口角度

4．1．1 修改计算模型

4．1．2 划分网格参数设置

4．1．3 模型边界条件设定

4．2 改变燃油喷嘴的喷口长度

4．2．2 划分网格参数设置

4．3．1 改变喷口长度的结果分析

4．3．2 改变喷口角度的结果分析

4．3．2 改变供油压力的结果分析

4．3．3 计算结果分析

4．4 本章小结

第5章 喷油嘴喷雾特性试验台构建思路

5．1 实验内容

5．2 实验装置

5．3 实验步骤

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢