航空煤油HiTAC燃烧特性的数值分析.pdf

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1、第29卷第1期2012年2月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．29No．1Feb．2012文章编号：2095—1248(2012)01—0021—05航空煤油HiTAC燃烧特性的数值分析刘喜岳，齐东东，吴环云，王力军(沈阳航空航天大学航空航天工程学部，沈阳110136)摘要：采用合理的气一雾两相流流动、混合、燃烧、传热和NOx生成数学模型，对模型燃烧室内航空煤油的高温空气燃烧(HiTAC)特性进行了CFD数值模拟。数值模拟结果表明：通过合理组织燃烧，能使航空煤油实现HiTAC燃烧特性。燃

2、烧室内温度梯度明显降低；燃烧温度场趋于均匀；有效降低污染物NOx的排放。计算结果与相同条件下的重油HiTAC燃烧试验结果有相同规律。关键词：航空煤油；高温空气燃烧；模型燃烧室；数值模拟；燃烧特性中图分类号：TP391．7；V261．2文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2012．01．005Numericalanalysisoncharacteristicsofaero-kerosenehightemperatureaircombustionLIUXi—yue，QIDong—dong，WUHuan—yun，WANGL

3、i-jun(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Inthispaper．thecharacteristicsofaero—keroseneHighTemperatureAirCombustionwereCDnumericalsimulatedinmodelcombustionchamberbyadoptingthesuitablemathematicmodelsincludingreasonablegas—misttwo—ph

4、aseflow，mixing，combustion，heattransferandNOxgenerationetc．nenu—mericalsimulationresultsshowthat：byrationalorganizingcombustioninchamber，HiTACcombustioncharacteristicsofaero—keroseneCanbeachieved．Temperaturegradientdecreasedsignificantly．Temperaturefieldtendedtobemoreuniform，andp

5、ollutant．NOxemissionwaseffectivelyreduced．Comparedtothecombustiontestingonheavyoil，thecalculationresultshadthesameregularity．Keywords：aero—kerosene；hightemperatureaircombustion；modelchamber；numericalsimulation；com—busfioncharacteristics高温空气燃烧(HighTemperatureAirCom—bustion)简称HiTA

6、C，又称为无焰燃烧，MILD燃烧。是采用高温助燃空气(Tair>1000℃)稳燃和低氧浓度(平均氧浓度3％一15％)均匀燃烧的新燃烧技术。日本的FDI烧嘴，德国的FLOX烧嘴，意大利的DiluteFlame燃烧技术等，都采用高温、高速空气射流，使助燃空气与燃烧射流混合前，卷吸大量高温烟气，降低空气射流中氧气浓度，使传统燃烧过程中的火焰锋面燃烧变为空间体积燃烧。即将燃烧过程扩展到更大的燃烧室空间，使局部燃烧趋向均匀化，避免局部高温区的出现，降低氮氧化物的生成。RyugoFuse，HideakiKobayashi等人⋯研究了甲烷高温空气燃烧的氮氧化物生成规

7、律，试验和数值模拟结果都揭示了助燃空气中的低氧气浓收稿日期：2011—03-207基金项目：辽宁省教育厅项目(项目编号：L2010424)作者简介：刘喜岳(1986一)，男，辽宁大连人，在读硕士，主要研究方向：航空发动机燃烧室设计及分析，E—mail：liuxiyuel9861213@163．corn；王力军(1963一)，男，辽宁开原人，博士后，副教授，主要研究方向：航空发动机燃烧室设计及分析，E—mail：wlj0803@163．tom。沈阳航空航天大学学报第29卷度和均匀的燃烧温度场能大量减少氮氧化物的生成量。栗原孝好，仲町一郎等人”1对FDI(

8、FuelDirectInjeetion)蓄热式燃烧器进行了研究，当空气与燃气平行直接喷射，且空