Ansys无阀式脉冲发动机工作过程数值模拟(2)
时间:2018-03-28 14:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1) Schmidt型(又称1/4)波长型, 在声学上1/4的波长谐振管的基础上，一端闭口一端开口的圆柱，它也可以做成锥度很小的锥形管结构。采用Schmidt型管最典型的就是当年德国的V-1型飞弹了。  图1.1 Schmidt型脉动燃烧器 2) Helmholtz型。这是目前应用最为普遍的脉动燃烧器，其结构与Schmidt管类似, 但是它有一个谐振腔, 尾管直径小于燃烧室直径, 这是基于声学上的Helmholtz谐振器工作原理。 图1.2 Helmholtz型脉动燃烧器 3) Rijke型, 是竖直的，两端端开口的长管, 当热源在进口端L/4处时, 或冷源在出口端L/4处时, Rijke型就会产生声-热藕合的脉动。 图1.3 Rijke型脉动燃烧器 1.1.1 脉动燃烧器工作原理 脉动燃烧器对燃料要求不高，气、液、固体燃料均可作为脉动燃烧器的燃料，燃料和空气不仅可通过进气管进入燃烧室，燃料也可直接由燃料管注进燃烧室．图1.4 为脉动燃烧装置的工作循环示意图，循环由四个基本过程组成[2]： 1 ）点火燃烧。燃烧室点火过程用火花塞进行点燃。点燃后，燃烧室发生剧烈燃烧，随着燃烧的进行，燃烧室内温度、压力逐渐升高，燃气发生膨胀，燃烧产物向进气道和排气管排出，工作点由A到达B点． 2 ）燃气膨胀。在该过程中，燃烧室内的燃气由于膨胀向外流出，燃烧室压力由B点开始下降，燃烧室内燃气会因为惯性的影响而压力持续降，甚至可以到大气压以下即C点，形成燃烧室内负压。 3 ）吸入燃料和空气。在燃烧室负压影响下。在燃料和空气由进气道自动吸入燃烧室的同时，尾管中的部分燃烧产物也回流至燃烧室。这时，燃烧室内的压力由图中的C点升到D点． 1.4 脉动燃烧器工作原理 1.1.2 脉动燃烧器优点 比较基于稳态燃烧的常规燃烧可以发现, 由于脉动燃烧的周期性和脉动性，脉动燃烧的的质量交换、动量交换和热量的传递得到了加强，因此脉动燃烧存常规燃烧不可比拟的众多优点。脉动燃烧的优点列举如下[2]： 1) 燃烧效率高。脉动燃烧器如果使用气体燃料，只要余气系数大于1.0，燃料效率就几乎可以达到100%。而如果燃料是重油，则余气系数只要达到1.05，燃料效率就能达到99%以上。 2) 燃烧强度大。一方面由于燃烧过程的脉动性使得空气和燃料之间、冷反应物和热燃烧产物之间的混合、传质、动量交换和传热过程大大增强，所以燃烧强度得到了很大程度上的提高；另一方面，因为燃烧产物到壁面的传热效率也由于脉动得到了提高，所以脉动燃烧的燃烧强度也是相当大的。 3) 热效率高、传热系数大。脉动燃烧器固有的自行排气、吸气的特点，并且，脉动燃烧器的热传递性能好和较低的过量空气特性，在排气出口处的温度接近环境温度，所以有着极高的热效率。 4) 排烟污染小。脉动燃烧器的高燃烧效率决定了产生的污染物比起传统燃烧来说减少了很多，尤其是NOx的排放量得到了很大程度上的减少。 5) 脉动燃烧器结构简单、体积轻巧、几乎没有运动部件。 6) 具有自吸、自燃及正压排气的特点。这是由脉动燃烧器的结构决定的。在燃烧器工作时，燃烧室内会形成临时的负压状态，所以可以自动吸入所需空气及燃料。 1.1.3 脉动燃烧器应用 正是由于这些优点使得脉冲燃烧除了能产生推力外有着广泛的其他用途。 (责任编辑：qin) |