学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

微型涡喷发动机试验研究

作　者: 王栋
导　师: 余陵；蔡文祥
学　校: 南京理工大学
专　业: 航空宇航推进理论与工程
关键词: 微型涡喷发动机热力计算起动加速过程燃烧室数值模拟
分类号: V235
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 188次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来,微型涡喷发动机因具有推重比高、耗油率低、结构简单、造价低廉等优点,备受世界各国关注,尤其适合于无人机、巡飞弹及巡航导弹等微小型飞行器的动力需求。本文以厘米级微型涡喷发动机为研究对象,以试验研究为主,并结合理论分析与数值模拟等手段,对微型涡喷发动机的工作过程进行分析研究,主要工作如下：一、针对某厘米级微型涡喷发动机进行了理论分析。在给定初始条件下,根据发动机总体性能要求及零部件重要设计参数进行气动热力计算,通过进气道、压气机、燃烧室、涡轮及尾喷管的设计理论与方法选定发动机的主要预选参数,计算发动机各特征截面热力参数,最后计算出发动机性能参数。二、搭建微型涡喷发动机试验台、供油系统及相关测试系统,针对发动机起动加速过程进行了试验研究。分别进行了点火试验、慢车试验以及慢车后加速试验,对试验过程中转速、温度、推力、流量等数据进行分析,总结微型涡喷发动机起动加速性能规律,并针对发动机在起动加速试验中出现的问题提出相应的解决方案。三、建立微型涡喷发动机环形燃烧室的物理模型,采用CFD软件对慢车状态(32000r1pm)、中间状态Ⅰ(72000rpm)、中间状态Ⅱ(90000rpm)以及最高转速状态(110000r1pm)进行了三维数值模拟,分析不同工况下的速度、温度与浓度分布。结果表明,随着发动机转速上升,燃烧室总压恢复系数呈下降趋势,而出口平均温度逐步上升,燃烧效率也随之升高。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 研究背景及意义  8
  1.2 微型涡喷发动机国内外研究现状  8-12
    1.2.1 国外发展概况  8-10
    1.2.2 国内发展概况  10-12
  1.3 本文研究的主要内容  12-14
2 微型涡喷发动机热力计算  14-29
  2.1 基本假设及热力计算步骤  14-15
    2.1.1 工作原理简介  14
    2.1.2 基本假设  14-15
    2.1.3 热力计算步骤  15
  2.2 进气道  15-16
  2.3 压气机  16-19
    2.3.1 压气机的作用与结构  16-17
    2.3.2 压气机热力计算  17-19
  2.4 燃烧室  19-22
    2.4.1 燃烧室的作用与结构  20
    2.4.2 燃烧室热力计算  20-22
  2.5 涡轮  22-24
    2.5.1 涡轮的作用与结构  22
    2.5.2 涡轮热力计算  22-24
  2.6 尾喷管  24-25
  2.7 发动机性能计算  25
  2.8 发动机热力计算结果  25-29
3 微型涡喷发动机试验台及测试系统  29-35
  3.1 试验台  29-31
    3.1.1 试验台要求  29
    3.1.2 试验台结构  29-30
    3.1.3 试验台特点  30-31
  3.2 测试系统  31-34
    3.2.1 测试控制系统  31
    3.2.2 推力测量  31-32
    3.2.3 流量测量  32
    3.2.4 转速测量  32-33
    3.2.5 温度测量  33-34
  3.3 供油系统  34-35
4 微型涡喷发动机的起动加速特性试验研究  35-51
  4.1 起动方法与过程  35-37
    4.1.1 起动方法  35
    4.1.2 起动阶段  35-36
    4.1.3 起动过程的关键问题  36-37
  4.2 起动加速特性试验研究  37-47
    4.2.1 点火试验研究  37-38
    4.2.2 慢车试验研究  38-41
    4.2.3 慢车后加速试验研究  41-47
  4.3 起动加速试验中发现的发动机问题及解决方案  47-49
    4.3.1 轴承选择  47-48
    4.3.2 涡轮与机匣的同心度  48
    4.3.3 涡轮轴向间距  48-49
    4.3.4 进气道内型面与压气机叶轮匹配度  49
  4.4 本章小结  49-51
5 微型涡喷发动机燃烧室的数值模拟  51-69
  5.1 燃烧室概述  51-52
  5.2 物理模型  52-53
  5.3 数学模型与边界条件  53-55
    5.3.1 控制方程组  53
    5.3.2 湍流模型  53-54
    5.3.3 燃烧模型  54
    5.3.4 热辐射模型  54
    5.3.5 边界条件  54-55
  5.4 计算结果及分析  55-67
    5.4.1 慢车状态计算结果及分析  55-59
    5.4.2 中间状态Ⅰ计算结果及分析  59-61
    5.4.3 中间状态Ⅱ计算结果及分析  61-63
    5.4.4 最高转速状态计算结果及分析  63-65
    5.4.5 不同工况的燃烧室性能参数分析  65-67
  5.5 本章小结  67-69
6 结论与展望  69-71
  6.1 主要工作及结论  69-70
  6.2 展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-76
附录  76

微型涡喷发动机试验研究

内容摘要

全文目录

相似论文