內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子非定常流動(dòng)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(bào)JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子非定常流動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)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(dòng)過程中預(yù)壓縮作用對(duì)混氣總壓和溫度的影響,冷態(tài)流動(dòng)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(diǎn)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(shí)序和通道內(nèi)的軸向速度分布影響;熱射流成功點(diǎn)燃通道內(nèi)可燃混氣,實(shí)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(dòng);等容燃燒;爆震;數(shù)值模擬中圖分類號(hào):V235.22文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):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(dòng)機(jī)是一種集波轉(zhuǎn)子增壓技術(shù)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)為一體的新型動(dòng)力裝置,它由內(nèi)燃波轉(zhuǎn)子嵌入燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)取代傳統(tǒng)燃燒室構(gòu)成,在利用不穩(wěn)定

7、的波實(shí)現(xiàn)不同能量密度的氣流進(jìn)行能量快速交換的同時(shí)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(xiàng)目:中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金(NS2012017))資助項(xiàng)目;航空基金(2012ZB52029)資助項(xiàng)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(bào)第45卷和自冷卻等優(yōu)點(diǎn),是

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