贫油预混预蒸发低污染燃烧室头部流场研究.pdf

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1000-6893(2012)06-0965-12贫油预混预蒸发低污染燃烧室头部流场研究颜应文1,2徐榕1邓远灏1,2朱嘉伟1徐华胜2赵坚行11.南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京2100162.中国燃气涡轮研究院，四川成都610500摘要：通过数值与试验相结合的方法对一种带有多点燃油直接喷射/双环预混旋流(TAPS/MLDI)燃烧室头部的贫油预混预蒸发(LPP)低污染燃烧室冷态流场进行研究。采用粒子图像测速仪(PIV)试验研究不同火焰筒头部结构参数（值班级旋流器叶片安装角）对LPP低污染燃烧室气流结构的影响。同时利用FLUENT软件对该低污染燃烧室进行数值模拟，所得的计算结果与试验数据比较吻合，表明所研究的LPP低污染燃烧室头部都存在中心回流区(PRZ)、角落回流区(CRZ)以及唇口回流区(LRZ)，而且随着值班级旋流器旋流角度的增大，所得的中心回流区径向与轴向尺寸也相应增加。多点燃油直接喷射/双环预混旋流；贫油预混预蒸发；流场；粒子图像测速仪；数值模拟V231.2A2011-09-012011-12-14国家自然科学基金(50906040)；南京航空航天大学基本科研业务费专项科研资助项目(NZ2012107,NS2010052) 航空学报 流场研究 航宰堂报 室又部流场研究 航空学报 流场研究 航空学报 部流场研究 航空学报 赵坚行.民用发动机污染排放及低污染燃烧技术发展趋势.航空动力学报,2008,23(6):986-996@@[2]PengYH,XuQH,ZhangC,etal.Developmentoflow-emissioncombustorforlargeairlineaeroengine.AcademicAnnualConferenceofChineseSocietyofAeronauticsAstronautics:SpecialTopicofPower54.2007.(inChinese)彭云晖，许全宏，张驰，等.我国大飞机发动机低污染燃烧室发展考虑.中国航空学会2007年学术年会动力专题54.2007.@@[3]ShangST,ChengM,ZhangJF,etal.Keytechnologyanalysisoflow-emissionlong-lifecombustor.AcademicAnnualConferenceofChineseSocietyofAeronauticsAstronautics:SpecialTopicofPower58.2007.(inChinese)尚守堂，程明，张军峰，等.低排放长寿命燃烧室关键技术分析.中国航空学会2007年学术年会动力专题58.2007.@@[4]ShiJR,XuHS.Designfeatureandkeytechnologyofcivilaeroengine.AcademicAnnualConferenceofChineseSocietyofAeronauticsAstronautics:SpecialTopicofPower57.2007.(inChinese)史家荣，徐华胜.民机发动机燃烧室设计特点与研制的关键技术.中国航空学会2007年学术年会动力专题57.2007.@@[5]BahrWW,GleasonCC.Experimentcleancombustorprogram,phaseⅠ:finalreport.NACA-CR-134737,1975.@@[6]ImamuraA,YoshidaM,KawanoM.ResearchanddevelopmentofaLPPcombustorwithswirlingflowforlowNOx.AIAA-2001-3311,2001.@@[7]HuhJ,CernanskyN,ChoiK.Mixingofaxiallyinjectedliquidjetsandpre-atomizedspraysinalean-direct-injection(LDI)mode.AIAA-1998-3831,1998.@@[8]MongiaHC.TAPS-A4thgenerationpropulsioncombustortechnologyforlowemissions.AIAA-2003-2657,2003.@@[9]FuY,JengSM.CharacteristicsoftheswirlingflowinamultipointLDIcombustor.AIAA-2007-846,2007.@@[10]StoufferSD,BallalDR,MongiaHC.Developmentandcombustionperformanceofahigh-pressureWSRandTAPScombustor.A1AA-2005-1416,2005.@@[11]DoddsW.Twinannularpremixingswirler(TAPS)combustor.TheRoaring20thAviationNoiseandAirQualitySymposium.2005.@@[12]DhanukaSK,TemmeJE,DriscollJF,etal.Vortexsheddingandmixinglayereffectsonperiodicflashbackinaleanpremixedprevaporizedgasturbinecombustor.ProceedingsoftheCombustionInstitute.2009,32(2):2901-@@[1]ZhaoJX.Pollutantemissionanddevelopmentoflow-2908.emissioncombustiontechnologyforcivilaeroengine.@@[13]FuYQ,JengSM.ExperimentalinvestigationofswirlingJournalofAerospacePower,2008,23(6):986-996.(inairflowsinamultipointLDIcombustor.AIAA-2007-Chinese)5685,2007. @@[14]PatelN,KirtasM,SankaranV,etal.Simulationof颜应文，李红红，赵坚行，等.双环预混旋流低污染燃烧spraycombustioninalean-directinjectioncombustor.室数值研究.航空动力学报,2009，24(9):1923-1929.ProceedingsoftheCombustionInstitute.2007,31(2):2327-2334.@@[15]YanYW,LiHH,ZhaoJX,etal.Numericalstudyof颜应文男，博士，副教授。主要研究方向：低污染燃烧技术，lowemissionsfortwinannularpremixingswirlercombus燃烧数值仿真与燃烧试验测量。tor.JournalofAerospacePower,2009,24(9):1923-Tel:025-84892200-25231929.(inChinese)E-mail:yanyw@nuaa.edu.cnFlowFieldStudyforHeadofLeanPremixedPrevaporizedLow-emissionCombustorYANYingwenXURongDENGYuanhaZHUJiaweiXUHuashengZHAOJianxing