微型燃氣輪機燃燒室三維紊流數(shù)值仿真.pdf

1、燃氣輪機是高性能的高科技動力機械，它廣泛應用于電站、航空、船舶、石油和天然氣輸送等諸多工業(yè)領域。燃燒室是燃氣輪機中一個不可缺少的重要部件，燃燒室的工作過程遠比燃氣輪機其他部件復雜，它涉及氣體流動、傳熱、傳質以及化學反應等一系列復雜過程。隨著計算流體力學、計算燃燒學、計算機軟硬件的迅速發(fā)展，燃燒室內流場的數(shù)值模擬是必然的發(fā)展趨勢，這將促進燃氣輪機工作的可靠性、經濟性、環(huán)保性的提高，對燃氣輪機的發(fā)展與應用具有重要的理論意義和工程價值。

2、>　　本文以 Allied Signal75kw微型燃氣輪機的圓筒形燃燒室為研究對象，應用CATIA V5軟件進行實體建模，燃燒室頭部軸向旋流器和徑向旋流器的建模是本文的重點和難點，旋流器建模成功與否直接影響到劃分網格的質量和數(shù)值模擬的準確性。
　　采用Fluent軟件對燃燒室冷態(tài)流場和熱態(tài)流場進行數(shù)值仿真，數(shù)值模擬方法選用Reynolds平均法(RANS)，紊流模型選取重整化群RNG k-ε兩方程紊流模型，算法選取SIMPLEC

3、算法，燃燒選取EBU-Arrhenius模型，對基本控制方程的求解采用混合格式(HDS)。
　　本文研究結果表明，計算得到的冷態(tài)流場和熱態(tài)流場具有定性上的正確性。在燃燒室前端中心處，有一強的中心回流區(qū)和一角回流區(qū)，熱態(tài)流場與冷態(tài)流場有一定的相似性，熱態(tài)流場的中心回流區(qū)長度小于冷態(tài)流場的中心回流區(qū)長度，并且熱態(tài)時氣流軸向速度大于冷態(tài)時氣流軸向速度。本文研究成果為進一步研究強化燃燒問題和燃氣輪機燃燒室優(yōu)化設計奠定了基礎。
　　本