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当量比对涡轮叶间燃烧性能影响的数值模拟
  • ISSN号:1006-8740
  • 期刊名称:燃烧科学与技术
  • 时间:2012.4.4
  • 页码:161-168
  • 分类:V231.2[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51076064).
  • 相关项目:涡轮内补燃增推的热力循环性能与燃烧机理的关键技术研究
中文摘要:

为探究涡轮叶间燃烧性能,设计了4种不同当量比的工况,利用FLUENT软件的Realizble k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动及燃烧进行数值模拟.结果表明:燃烧室能在广泛的当量比(2.59~O.81)下保持性能稳定,燃烧效率保持在96%以上、总压损失低于2.4‰气体温度提高650K左右;降低当量比,能够提高燃烧效率,降低CO、UHC、NOx等污染物排放,改善温度分布,但会造成更大的总压损失;最优当量比等于1.00,此时燃烧效率在99.95%以上,总压损失相对低(1.5%),出口径向温度呈抛物线型分布,最适合燃烧室设计.与文献对比发现,选取的工况合理,其结果对涡轮叶间燃烧室设计具有参考价值.

英文摘要:

To investigate the performance of turbine inter-vane burner(TIB), 4 loading conditions with different equivalence ratios were designed. The realizable k-e turbulent model, PDF combustion model, DO radiation model and DPM model of FLUENT were used to simulate the turbulent flow and combustion in the burner. The TIB can in- crease the gas temperature by about 650 K under a wide range of equivalence ratio (2.59--0.81). The combustion effi- ciency remains above 96% with the total pressure loss less than 2.4%. As the equivalence ratio gets lower, the com- bustion efficiency is increased and the pollutant emissions of CO, UHC and NOx are decreased, thus improving the temperature distribution, but meanwhile increasing the total pressure loss. The optimal equivalence ratio equals 1.00, and in such a case, the combustion efficiency is above 99.95% and the total pressure loss is relatively low (1.5%). Meanwhile, a parabolic shape radial temperature profile emerges, which is appropriate for gas turbine engine design. The comparison with literature data shows that the loading conditions are reasonable and the numerical results provide an important reference to the design of TIB.

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期刊信息
  • 《燃烧科学与技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家科委
  • 主办单位:天津大学
  • 主编:史绍熙
  • 地址:天津市南开区天津大学19教学楼东配楼J413
  • 邮编:300072
  • 邮箱:rskx@tju.edu.cn
  • 电话:022-27406721
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-8740
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1240/TK
  • 邮发代号:6-122
  • 获奖情况:
  • EI收录期刊,1997年在天津市评刊中,评为一级期刊,1999年全国科技期刊高校优秀期刊评比三等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:6908