雙旋流燃油燃燒特性的實驗研究與數(shù)值模擬

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1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文雙旋流燃油燃燒特性的實驗研究與數(shù)值模擬碩士研究生：李騰輝學(xué)號：1120209224導(dǎo)師：臧述升研究員申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：動力工程及工程熱物理所在單位：機械與動力工程學(xué)院答辯日期：2015年2月授予學(xué)位單位：上海交通大學(xué)DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterEXPERIMENTALANDNUMERICALSTUDYONOILFLAMESTRACTUREOFADUAL-SWIRLERCandidate：LiTenghuiStudentID:11202

2、09224Supervisor：Prof.ZangshushengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerMachineryandEngineeringAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：Feb,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留，、使用學(xué)位論文的規(guī)定同意學(xué)

3、校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可將本學(xué)位論文的、全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可Ｗ采用影印縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在＿年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不保觀／＂＂（請在上方框內(nèi)打Ｖ）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期辦年＞月日＾上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文《雙旋流燃油燃燒恃性實驗研究與數(shù)值模擬》，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論

4、文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，巧已在文中科明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名；言艇Ｉ公咕Ｌ王日期：年月化上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文雙旋流燃油燃燒特性的實驗研究與數(shù)值模擬摘要為滿足現(xiàn)代航空發(fā)動機變工況運行特性，雙旋流燃燒器應(yīng)運而生。但是目前對雙旋流器火焰結(jié)構(gòu)的可視化研究較少。本文主要對雙旋流燃油燃燒器的火焰結(jié)構(gòu)及燃燒特性進行了實驗研究和數(shù)值模擬。關(guān)注點主要在于探究當(dāng)量比，雙旋流器內(nèi)葉片安裝角及雙旋流器內(nèi)外旋流器相對旋向?qū)鹧娼Y(jié)構(gòu)及燃燒特性的影響，并試圖

5、從流場結(jié)構(gòu)入手分析產(chǎn)生這些影響的原因。實驗中采用平面激光誘導(dǎo)熒光（OH-PLIF）技術(shù)對火焰結(jié)構(gòu)進行診斷，使用熱電偶及氣體分析儀對燃燒特性進行測量。在對火焰結(jié)構(gòu)進行定量分析的過程中，本文定義了火焰發(fā)展軌跡曲線，火焰偏轉(zhuǎn)角，火焰起始偏角及火焰面積等四個定量參數(shù)。在數(shù)值計算部分，使用Fluent軟件對實驗工況下的燃燒過程進行數(shù)值模擬，并比照實驗結(jié)果對數(shù)值模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性進行分析。最后使用數(shù)值計算中得到的流場數(shù)據(jù)，對雙旋流器燃油火焰的位置及形狀進行了分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)量比和可以連續(xù)變化的雙旋流器幾何參數(shù)對火焰結(jié)構(gòu)的影響都存在一個特征值，這些特征值將影響火焰結(jié)構(gòu)的變量劃分為不

6、同的區(qū)間，在每一個區(qū)間內(nèi)，不同類別的變量對火焰結(jié)構(gòu)的影響強弱不同；內(nèi)外旋流器的相對旋向?qū)θ紵页隹跍囟确植嫉牟痪鶆蛐詭缀鯖]有影響，但同向雙旋流器的NO排放比反向雙旋流器低。內(nèi)旋流器葉I上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文片安裝角越大，NO排放越低，但其對燃燒室出口溫度分布沒有規(guī)律性影響。雙旋流器燃油火焰穩(wěn)定存在于流場中一個特定區(qū)域內(nèi)，當(dāng)量比會影響該區(qū)域的特點，在高當(dāng)量比下，該區(qū)域內(nèi)徑向速度處于最小值，而在低當(dāng)量比下，該區(qū)域內(nèi)切向速度處于最小值。關(guān)鍵詞：雙旋流器、燃油燃燒、OH-PLIF、火焰結(jié)構(gòu)、燃燒特性II上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文EXPERIMENTALANDNUMERICALST

7、UDYONOILFLAMESTRACTUREOFADUAL-SWIRLERABSTRACTTomeetthemodernaero-engineoperatingcharacteristicsinvariablecondition,dual-swirlburneremerged.However,thereislessresearchonvisualizationindual-swirlerflamestructure.Thispaperfocusesontheflamestructureandcombustioncharacte