摘要：为了深入了解超燃冲压发动机中三维斜激波对燃烧室内流动产生的影响,应用数值模拟的方法,利用斜劈结构来模拟开式凹腔剪切层凸起,采用不同形状的斜劈结构,分析其在超声速流场中产生的三维斜激波以及激波与壁面的相互作用规律.斜劈展向与气流方向成 45°角时,激波和膨胀波结构呈现三维特性,当激波与 Z=20,mm 壁面相交成锐角时会产生马赫反射;而激波与 Z=0,mm 壁面相交成钝角则会以叠加膨胀波的形式减弱激波,并且使激波面的法线方向与壁面的法线方向垂直.对于Λ型斜劈结构,产生的两个斜激波相交后会在相交处形成马赫反射,马赫反射激波面的宽度随高度增加而增加,最终达到侧壁面.

摘要：在废气稀释条件下,汽油机中的燃油会随着气流运动迅速进入燃烧室内的高温区进行燃烧.为了合理地描述这一过程对高温反应过程的影响,通过对正庚烷和异辛烷详细反应机理进行温度敏感性分析,得到了影响其低温和高温下的关键反应路径,构建了一个包含 45 种组分和 57 个基元反应的正庚烷和异辛烷汽油替代物简化化学反应机理.该简化化学反应机理的合理性得到了试验验证.借助本文的简化机理模拟了不同残余废气率下正庚烷和异辛烷的高温反应路径.通过化学反应路径的模拟发现,在高温反应过程中,正庚烷和异辛烷的消耗受到C4H8、C5H11、C6H13、C7H14 和 C8H16 生成过程的影响;正庚烷的脱氢反应和异辛烷的裂解反应受到残余废气率的影响较大,而正庚烷的裂解和异辛烷的脱氢过程几乎不受残余废气率的影响.

摘要：贫燃预混燃烧方式是抑制燃烧过程中 NOx生成的方法之一,但易出现燃烧不稳定现象.针对这一问题,试验采用波瓣旋流燃烧器,研究了当量比、预混气分级比、预混气分级形式对 NOx和 CO 排放规律、燃烧室声压峰值及火焰形态的影响.结果表明,随着当量比的减小,烟气中 NOx 浓度减小,而 CO 浓度上升.旋流侧流量/波瓣内侧流量减小时,烟气中 NOx 浓度降低,CO 浓度增大.通过调节旋流器和波瓣外侧预混气分级比,NOx 和CO 的排放浓度都有所下降,并在旋流侧流量、波瓣内侧流量、波瓣外侧流量分级比为 6∶0∶4 时浓度较低.燃烧室内声压峰值随当量比的减小而增大.当量比为 0.60,预混气分级比为 5∶0∶5 时,燃烧室声压峰值最低,燃烧较为稳定.

摘要：高精度航空发动机燃烧室数值模拟需要准确描述湍流和详细化学反应机理之间的强烈非线性相互作用,采用概率密度函数湍流燃烧模型（PDF）的大涡模拟方法（LES）可望达到此目的,现有 PDF 小尺度混合模型需要考虑化学反应的影响.本文在前人研究基础上,对小尺度混合模型中的混合时间尺度进行了修正,提出 3 种含湍流-化学反应双时间尺度的PDF模型,在基于 LES-PDF方法的Aero Engine Combustor Simulation Code（AECSC）程序基础上,对 Sandia实验室的甲烷射流火焰 Flame D 和Flame E 进行了数值模拟,其瞬态结果显示,几种模型都能预测射流火焰的瞬时流动状态.将计算得到的标量平均值统计结果与实验数据进行对比,结果表明,采用算术平均修正的 PDF模型计算结果与实验数据最接近.湍流-化学反应双时间尺度 PDF模型需要进一步检验.

摘要：采用热重实验系统进行了煤粉在 O2/N2 和 O2/CO2 气氛下的燃烧实验,研究了氧体积分数和粒径对燃烧特性的影响.实验结果表明,氧体积分数越高、粒径越小,煤粉的燃烧特性越好.在氧体积分数较高时,煤粉在O2/CO2气氛下的反应比在 O2/N2 气氛下进行得慢;而氧体积分数较低时,煤粉在 O2/CO2气氛下的反应比在 O2/N2气氛下进行得快.此外,采用 Coats-Redfern 积分法、Flynn-Wall-Ozawa 积分法和 Kissinger-Akahira-Sunose 积分法对煤粉在程序升温过程中的燃烧反应做了相应的动力学分析.结果表明,O2/N2 和 O2/CO2 气氛下不同氧体积分数时的煤粉燃烧反应动力学参数表观活化能 E 和指前因子 A 之间具有动力学补偿效应.煤粉燃烧过程中在同一转化率下的表观活化能 E随其粒径的减小而降低.