射流预冷技术是提高加力冲压双模态燃烧的涡轮基组合循环发动机(Turbine Based Combined Cycle,TBCC)涡轮模态上限,改善涡轮冲压过渡模态性能的有效方法,但是喷水会影响涡轮模态加力燃烧室的燃烧特性。本文利用数值计算的方法设计了合...射流预冷技术是提高加力冲压双模态燃烧的涡轮基组合循环发动机(Turbine Based Combined Cycle,TBCC)涡轮模态上限,改善涡轮冲压过渡模态性能的有效方法,但是喷水会影响涡轮模态加力燃烧室的燃烧特性。本文利用数值计算的方法设计了合适的喷嘴布置方案,在固定喷注点和点火点距离的条件下,研究了来流条件对于液滴蒸发性能的影响,并实验研究了喷水对于加力燃烧室稳态燃烧特性的影响。结果表明:来流温度是影响预冷段出口温度分布均匀性的关键因素,温度升高会导致出口温度分布的不均匀性增加;而来流速度则是影响出口总压分布均匀性的关键因素,随着来流速度的增加,总压分布的均匀性明显下降。喷水量0~5%内喷水不会对火焰的燃烧稳定性产生严重危害,而且适量喷水条件可显著改善火焰的燃烧稳定性。在本文的试验条件下,在高来流温度工况下(>800 K),1%喷水量增强了火焰的总释热量,改善了加力燃烧室内火焰燃烧的抗干扰能力,使得火焰表现出更强的稳健性。适量喷水可促进燃烧释热反应,提高了火焰的燃烧温度,改善了加力燃烧效率,有利于提升加力燃烧室的整体燃烧性能。展开更多
通过大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)湍流求解方法和概率密度函数输运方程(Transported Probability Density Function,TPDF)湍流燃烧求解方法结合,对煤油燃料双旋流燃烧室(Gas Turbine Model Combustor,GTMC)进行了模拟,并利用经...通过大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)湍流求解方法和概率密度函数输运方程(Transported Probability Density Function,TPDF)湍流燃烧求解方法结合,对煤油燃料双旋流燃烧室(Gas Turbine Model Combustor,GTMC)进行了模拟,并利用经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)等方法分析了GTMC的温度和速度非定常特性,获得了脉动主频的空间分布。结果显示:空间坐标为(2 cm,0 cm,3 cm)的特征点的温度主频为47和761 Hz;对本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)进行显著性分析,能量密度最高的IMF的主频即原始数据的主频;温度脉动主要受湍流流动影响;根据瑞利数场,热-压力激发与抑制区域总是交替出现。展开更多
文摘射流预冷技术是提高加力冲压双模态燃烧的涡轮基组合循环发动机(Turbine Based Combined Cycle,TBCC)涡轮模态上限,改善涡轮冲压过渡模态性能的有效方法,但是喷水会影响涡轮模态加力燃烧室的燃烧特性。本文利用数值计算的方法设计了合适的喷嘴布置方案,在固定喷注点和点火点距离的条件下,研究了来流条件对于液滴蒸发性能的影响,并实验研究了喷水对于加力燃烧室稳态燃烧特性的影响。结果表明:来流温度是影响预冷段出口温度分布均匀性的关键因素,温度升高会导致出口温度分布的不均匀性增加;而来流速度则是影响出口总压分布均匀性的关键因素,随着来流速度的增加,总压分布的均匀性明显下降。喷水量0~5%内喷水不会对火焰的燃烧稳定性产生严重危害,而且适量喷水条件可显著改善火焰的燃烧稳定性。在本文的试验条件下,在高来流温度工况下(>800 K),1%喷水量增强了火焰的总释热量,改善了加力燃烧室内火焰燃烧的抗干扰能力,使得火焰表现出更强的稳健性。适量喷水可促进燃烧释热反应,提高了火焰的燃烧温度,改善了加力燃烧效率,有利于提升加力燃烧室的整体燃烧性能。
