斜切徑向旋流器環(huán)形燃燒室整體流場(chǎng)數(shù)值模擬.pdf

1、本文在任意曲線坐標(biāo)系下，發(fā)展了一套斜切徑向旋流器環(huán)形燃燒室湍流整體冷態(tài)和熱態(tài)流場(chǎng)的計(jì)算程序。使用該程序可對(duì)帶突擴(kuò)擴(kuò)壓器、帽罩、斜切徑向旋流器、火焰筒和內(nèi)外環(huán)冷卻通道的環(huán)形燃燒室湍流冷態(tài)和兩相燃燒整體流場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算。采用TTM方法對(duì)計(jì)算對(duì)象生成三維貼體結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格，供燃燒室流場(chǎng)計(jì)算使用。氣相采用Euler方法處理，分別用標(biāo)準(zhǔn)k-ε、RNG k-ε和代數(shù)應(yīng)力(ASM)三種湍流模型模擬湍流特性；用EBU-Arrhenius湍流燃燒模型計(jì)算湍流燃燒

2、速率；采用六通量輻射模型模擬燃燒室內(nèi)輻射傳熱過(guò)程。液相采用Lagrange法處理，用顆粒群軌道模型描述油珠群運(yùn)動(dòng)軌跡、粒徑與溫度的變化過(guò)程。在非交錯(cuò)網(wǎng)格體系下，用混合差分格式對(duì)氣相控制方程進(jìn)行離散，兩相之間的耦合采用PSIC算法處理，并用SIMPLE算法對(duì)離散方程進(jìn)行求解。最終將上述各種數(shù)學(xué)模型與數(shù)值方法集成到環(huán)形燃燒室湍流整體流場(chǎng)數(shù)值計(jì)算程序中。
　　 文中數(shù)值分析三種湍流模型對(duì)環(huán)形燃燒室三維冷態(tài)流場(chǎng)的影響。結(jié)果表明：不同湍流

3、模型求得的流場(chǎng)大體趨勢(shì)一致，但不全相同,其中RNG k-ε模型和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型相比，計(jì)算精度較高，與ASM模型相比，計(jì)算量小，使用方便，故RNG k-ε模型更適合工程應(yīng)用。此外，還數(shù)值分析兩種不同工況對(duì)兩相燃燒流場(chǎng)的影響，研究結(jié)果表明，不同進(jìn)口氣流參數(shù)對(duì)燃燒流場(chǎng)有較大的影響。燃燒室出口溫度分布與試驗(yàn)值比較符合，表明計(jì)算方法合理，計(jì)算程序可靠，本文所建立的三維網(wǎng)格生成和流場(chǎng)計(jì)算程序可為環(huán)形燃燒室的研制和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有用的參考。