收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

环管型燃气轮机燃烧室的数值模拟

刘炜  
【摘要】: 环管型燃气轮机是常用的舰船动力装备。作为其重要部件的燃烧室,其性能直接决定着燃气轮机的使用寿命和动力性能。某环管型燃烧室火焰管右侧的联焰管连接处出现裂纹,本文旨在通过数值模拟来分析燃烧室的流场以及燃烧性能,分析裂纹的成因,并为设计修改提供参考依据。 该环管型燃烧室的结构复杂,采用三维建模软件Pro-E来进行前期建模,在Gambit中生成非结构化的计算网格。在Fluent中采用SIMPLE算法来迭代计算进行数值模拟。由于燃烧室的流场有回流,选用RNGk ?ε双方程湍流模型来模拟湍流流动;由于使用的燃料为重型柴油,采用颗粒群轨道模型来动态地模拟燃油的雾化、吸热、蒸发和沸腾;采用非绝热的PDF燃烧模型来模拟燃料的燃烧,概率密度函数选取β函数。 本文对该环管型燃烧室设计工况下的冷态流场、雾化效果以及热态温度场进行模拟分析,研究了裂纹的产生原因。为了深入了解环管型燃烧室中的燃烧过程,研究了不同旋流器后过量空气系数α下的燃烧性能,出口截面的温度不均匀系数δ随旋流器后过量空气系数α的变化规律,给出了不同过量空气系数α下燃烧室中轴线上的温度分布;考察了旋流器叶片安装角αs对燃烧性能的影响,出口截面温度不均匀系数δ随旋流器叶片安装角αs的变化规律,给出了不同旋流器叶片安装角αs下燃烧室中轴线上的温度分布。 得出了如下结论:(1)出口截面温度不均匀系数δ随着旋流器后过量空气系数α的变大而变小;(2)出口截面温度不均匀系数δ随着旋流器叶片安装角αs的变大有变小的趋势;(3)旋流器后过量空气系数α越大,火焰管中的燃料开始蒸发燃烧和结束燃烧的位置越靠前,出口温度场越均匀;(4)旋流器叶片安装角αs越大,火焰管中的燃料开始蒸发燃烧和结束燃烧的位置越靠前,出口温度场越均匀;(5)由于联焰管内有空气流动存在,火焰管内火焰出现偏心;(6)冷热区域的热膨胀不同是产生裂纹的主要原因之一。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李志强,魏飞,周力行;湍流燃烧NO生成反应率数值模拟的研究现状与进展[J];燃烧科学与技术;2004年05期
2 郭治民,张会强,王希麟,郭印诚,林文漪;湍流燃烧的简化的联合PDF模拟[J];清华大学学报(自然科学版);2001年08期
3 陈林泉,侯晓;喷管分离流场计算[J];固体火箭技术;1996年04期
4 陈兴隆,周力行,张健;甲烷-空气同轴突扩湍流燃烧的新二阶矩模型的数值模拟[J];工程热物理学报;1999年06期
5 郭治民,张会强,王希麟,郭印诚,林文漪;简化的联合PDF模型模拟湍流燃烧中NO生成[J];清华大学学报(自然科学版);2002年11期
6 王力军,蔡九菊,刘俊萍,王晓鸣,匡世波;密度脉动影响湍流燃烧的修正模型[J];沈阳建筑工程学院学报(自然科学版);2003年03期
7 王力军,蔡九菊,邹宗树,王晓鸣,匡世波;湍流燃烧混合对NO_x生成的影响[J];冶金能源;2003年04期
8 易富兴;李德波;卢树强;罗坤;樊建人;;H_2/N_2湍射流抬升火焰的直接数值模拟[J];工程热物理学报;2011年07期
9 周力行;胡砾元;王方;;湍流燃烧大涡模拟的最近研究进展[J];工程热物理学报;2006年02期
10 朱祚金,韩百,陈义良,张孝春;加力燃烧室单相燃烧模型及其应用[J];推进技术;1997年05期
11 陈志华,范宝春,李鸿志;管内均相湍流燃烧加速的数值模拟[J];爆炸与冲击;2003年04期
12 蒋勇,邱榕,刘乃安;湍流反应流研究中的大涡模拟[J];消防科学与技术;2005年01期
13 郭培卿;臧述升;葛冰;;钝体燃烧室热态流场的大涡模拟[J];工程热物理学报;2010年11期
14 郑楚光,余大江,米建春;密度脉动的数学模化及其在湍流燃烧中的应用[J];武汉大学学报(工学版);1989年04期
15 孙明波;梁剑寒;王振国;;湍流燃烧亚格子线性涡模型研究[J];燃烧科学与技术;2007年02期
16 范维澄,郑丽丽;湍流燃烧的双流体模型[J];工程热物理学报;1987年04期
17 徐琼辉;詹杰民;;预混燃烧中火焰长度的变化规律研究[J];中山大学学报(自然科学版);2008年05期
18 叶桃红,过明道,陈义良;通道中有稳定器的湍流流场分区计算方法[J];推进技术;1998年02期
19 胡瓅元;周力行;张健;;两种亚网格燃烧模型的旋流扩散燃烧大涡模拟[J];推进技术;2006年01期
20 李志华;刘顺隆;郑洪涛;谭志勇;;电弧等离子体点火器湍流燃烧流场传热与流动数值模拟[J];汽轮机技术;2006年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张竹鹤;徐胜利;李应林;;带主流截止和引燃火焰的CH_4湍流超燃数值模拟[A];第二届爆轰与爆震发动机研讨会摘要集[C];2011年
2 范周琴;孙明波;刘卫东;;氢燃料超燃冲压发动机内部流动与燃烧过程的混合RANS/LES模拟[A];第二届高超声速科技学术会议会议日程及摘要集[C];2009年
3 张其斌;武文斐;李义科;;基于Level set的小火焰模型在湍流预混燃烧中应用[A];第七届全国工业炉学术年会论文集[C];2006年
4 王姣;武文斐;;小火焰模型在稳态湍流扩散燃烧中的应用[A];第七届全国工业炉学术年会论文集[C];2006年
5 王成;卢捷;宁建国;;煤气爆炸极限及火焰传播规律研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
6 刘永峰;秦建军;裴普成;;直喷式柴油机缸内组分的仿真与实验研究[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
7 王春;姜宗林;韩肇元;;含激波燃烧中的化学反应自激振荡机制[A];第一届高超声速科技学术会议论文集[C];2008年
8 刘泰生;周武;叶恩清;;燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟研究[A];第八届锅炉专业委员会第二次学术交流会议论文集[C];2005年
9 李应林;杨伟航;徐胜利;;高精度格式在非光滑贴体网格计算中的初步应用[A];第二届爆轰与爆震发动机研讨会摘要集[C];2011年
10 郭印诚;胡桅林;;玻璃熔窑燃烧状况的虚拟实验[A];全国玻璃工业窑炉新技术交流研讨会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢树强;超音速湍流燃烧的直接数值模拟研究[D];浙江大学;2011年
2 冀光;等离子点火器燃烧流场数值与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 邢建文;化学平衡假设和火焰面模型在超燃冲压发动机数值模拟中的应用[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年
4 范周琴;超声速湍流燃烧火焰面模型判别建模及应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 郭健;固体燃料冲压发动机工作过程理论与试验研究[D];国防科学技术大学;2007年
6 吴珂;长隧道火灾湍流燃烧模拟及结构防火安全研究[D];浙江大学;2008年
7 莫春兰;基于化学反应动力学的DME发动机燃烧与排放特性研究[D];华中科技大学;2007年
8 丁以斌;锆粉云火焰传播特性的实验研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 安江涛;直到耗散尺度的湍流与复杂化学相互作用数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2013年
10 何勇;煤及气化煤气燃烧过程中的碱金属及OH自由基激光在线测量研究[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘炜;环管型燃气轮机燃烧室的数值模拟[D];上海交通大学;2009年
2 王鹏;基于定容燃烧弹的湍流火焰燃烧分析[D];北京交通大学;2012年
3 辛升;湍流扩散燃烧中守恒标量的数值模拟[D];华中科技大学;2004年
4 郑景川;湍流扩散火焰中Fe(OH)_2和稀释剂替代物灭火及抑制效果的条件矩封闭模拟[D];中国科学技术大学;2010年
5 李朋;1900t/h锅炉燃烧及NO_x生成过程的数值模拟[D];重庆大学;2010年
6 吕钰;燃烧化学机理简化及甲烷湍射流火焰的直接数值模拟研究[D];浙江大学;2011年
7 孔凡杰;等离子点火器出口点火能量数值模拟分析[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 孙辉;反射炉燃油雾化燃烧CFD数值模拟研究[D];昆明理工大学;2010年
9 王艳飞;湍流化学反应的分形数值模拟[D];北京化工大学;2007年
10 张志红;真空热水锅炉热效率研究[D];天津大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 徐玢;汗洒科研主阵地[N];科技日报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978