內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子非定常流動和燃燒特性分析

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1、第45卷第3期2013年6月南京航空航天大學(xué)學(xué)報JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子非定常流動和燃燒特性分析鞏二磊李建中韓啟祥王家驊(南京航空航天大學(xué)能源與動力學(xué)院，南京，210016)V01．45No．3Jun．2013摘要：為研究內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子內(nèi)非定常流動和燃燒特性，在分析內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和工作特點的基礎(chǔ)上，建立了內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子簡化二維模型。采用數(shù)值模擬的方法，研究內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子內(nèi)非定常流動過程中預(yù)壓縮作用對混氣總壓和溫度的影響，冷態(tài)流動過程中混氣的分布以及混氣與新鮮空氣接觸面形狀的變化。采用熱射流點燃內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子內(nèi)形

2、成的可燃混氣，研究轉(zhuǎn)子通道內(nèi)燃燒特性。研究結(jié)果表明：通過內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子預(yù)壓縮，通道內(nèi)氣體的總壓提高了32％，總溫提高了10．4％；混氣與空氣接觸面的扭曲變形程度受到內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子作用時序和通道內(nèi)的軸向速度分布影響；熱射流成功點燃通道內(nèi)可燃混氣，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子通道內(nèi)可燃混氣的爆震燃燒，爆震波峰值壓力約2MPa，爆震波傳播速度在2600～2800m／s范圍內(nèi)。關(guān)鍵詞：內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子；非定常流動；等容燃燒；爆震；數(shù)值模擬中圖分類號：V235．22文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1005—2615(2013)03—0309—07AnalysisofUnsteadyFlowandCombustionCharacteri

3、sticsofCombustionWaveRotorGongErlei，LiJianzhong，HanQixiang，WangJiahua(CollegeofEnergyandPowerEngineering。NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Inordertostudytheunsteadyflowandcombustioncharacteristicsofcombustionwaverotor，thesimplifiedtWO—dimensionalmodelisest

4、ablishedbasedontheanalysisofcombustionwaverotorstructureandworkingprinciple．Theimpactofpre—compressionontheflowtotalpressureandtempera—tureisnumericallysimulatedduringtheunsteadyflowprocessoccurincombustionwaverotorchannel，andthegasdistributionaswellasthefuel—airinterfaceshapedistortionarestudie

5、d．Finally，thecom—bustioncharacteristicsareresearched．Bytheconductedpre—compression，theflowtotalpressureisin—creasedby32％andthetotaltemperatureby10．4％．Thedistortionoffuel—airinterfaceiscontrolledbybothtimedsequenceandchannelaxialvelocity．Combustioninwaverotorchannelisignitedbyhot—jetigniter．Deton

6、ationcombustionisaccomplished．Thepeakpressureofthedetonationwaveapproaches2MPa．Detonationwavepropagationvelocityis2600一2800m／s．Keywords：combustionwaverotor；unsteadyflow；constantvolumecombustion；detonation；numericalSimu】ation內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子發(fā)動機是一種集波轉(zhuǎn)子增壓技術(shù)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機技術(shù)為一體的新型動力裝置，它由內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子嵌入燃?xì)鉁u輪發(fā)動機取代傳統(tǒng)燃燒室構(gòu)成，在利用不穩(wěn)定

7、的波實現(xiàn)不同能量密度的氣流進(jìn)行能量快速交換的同時采用等容燃燒模式，具有熱循環(huán)效率高、增壓比高、污染物排放低、低油耗基金項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項基金(NS2012017))資助項目；航空基金(2012ZB52029)資助項目。收稿日期：2012—09—03；修訂日期：2013-01—14通信作者：李建中，男，副教授，1979年出生，E-mail：ljzh0629@nuaa．edu．cn。310南京航空航天大學(xué)學(xué)報第45卷和自冷卻等優(yōu)點，是