Ảnh hưởng của các tham số cấu trúc của cánh dẫn dòng đến đặc điểm dòng lạnh trong buồng đốt xoáy bị kẹt

Journal of Hydrodynamics, Ser. B - Tập 27 - Trang 730-737 - 2015
Zhi-kai Wang1, Zhuo-xiong Zeng2, Kai Li3, Yi-hua Xu3
1China Aviation Powerplant Research Institute, Aviation Industry Corporation of China, Zhuzhou, China
2College of Power and Mechanical Engineering, Shanghai University of Electric Power, Shanghai, China
3School of Aircraft Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang, China

Tóm tắt

Các đặc điểm dòng lạnh được nghiên cứu nhằm chỉ ra ảnh hưởng của các tham số cấu trúc của cánh dẫn dòng đến buồng đốt xoáy bị kẹt (TVC). Kết quả cho thấy rằng các tham số cấu trúc có ảnh hưởng đáng kể đến TVC. Khi a/H tăng lên, mất mát áp suất tổng, ứng suất cắt tại đáy của khoang và độ biến thiên turbulent trong vùng đốt chính đều tăng lên. b/B không có ảnh hưởng đáng kể đến cấu trúc dòng chảy trong khoang và việc mất mát áp suất tổng, tuy nhiên ứng suất cắt ở đáy khoang tăng lên khi b/B tăng. Không có sự gia tăng đáng kể của độ biến thiên turbulent khi b/B tăng. Việc tăng c/L có ảnh hưởng ít đến mất mát áp suất tổng, và điều này không có lợi cho sự cháy ổn định. Khi c/L tăng, ứng suất cắt tại đáy khoang giảm xuống. Khi a/H = 0.4, b/B = 0.4, c/L = 0.1, một cấu trúc xoáy đôi mong muốn được hình thành với mức mất mát áp suất chấp nhận được nhằm đạt được sự cháy ổn định. Hơn nữa, để xác định rằng ngọn lửa ổn định đối với các giá trị khác nhau của Vnma với các tham số cấu trúc tối ưu, ảnh hưởng của Vnma đến trường dòng được thảo luận. Kết quả cho thấy rằng cấu trúc xoáy đôi không có mối quan hệ với sự gia tăng của Vnma. Hơn nữa, một mô phỏng không ổn định được thực hiện để chỉ ra sự tạo ra và phát triển của xoáy đôi.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

HSU K. Y., GOSS L. P. and ROQUEMORE W. M. Characteristics of a trapped-vortex combustor[J]. Journal of Propulsion and Power, 1998, 14(1): 57–65.

KATTA V. R., ROQUEMORE W. M. Numerical studies on trapped-vortex concepts for stable combustion[J]. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 1998, 120(1): 60–68.

ZHANG Rong-chun, FAN Wei-jun. Experimental study of entrainment phenomenon in a trapped vortex combustor[J]. Chinese Journal of Aeronautics, 2013, 26(1): 63–73.

KULSHRESHTHA D. B., CHANNIWALA S. A. Trapped vortex combustion chamber: Design and experimental investigations using hydrogen as fuel[J]. Journal of the Institution of Engineers (India): Series C, 2014, 95(1): 69–75.

SINGHAL A., RAVIKRISHNA R. Single cavity trapped vortex combustor dynamics-Part-1: Experiments[J]. International Journal of Spray and Combustion Dynamics, 2011, 3(1): 23–44.

SINGHAL A., RAVIKRISHNA R. Single cavity trapped vortex combustor dynamics-Part-2: Simulations[J]. International Journal of Spray and Combustion Dynamics, 2011, 3(1): 45–62.

AGARWAL K. K., KRISHNA S. and RAVIKRISHNA R. V. Mixing enhancement in a compact trapped vortex combustor[J]. Combustion Science and Technology, 2013, 185(3): 363–378.

CHEN S., CHUE R. S. M. and SCHLÜTER J. et al. Numerical investigation of a trapped vortex miniature ramjet combustor[J]. Journal of Propulsion and Power, 2015, 31(3): 872–882.

GHENAI C., ZBEEB K. and JANAJREH I. Combustion of alternative fuels in vortex trapped combustor[J]. Energy Conversion and Management, 2013, 65: 819–828.

ROQUEMORE W. M., SHOUSE D. and BURRUS D. et al. Trapped vortex combustor concept for gas turbine engines[R]. AIAA paper 2001-0483, 2001.

EZHIL KUMAR P. K., MISHRA D. P. Numerical simulation of cavity flow structure in an axisymmetric trapped vortex combustor[J]. Aerospace Science and Technology, 2012, 21(1): 16–23.

MEYER T. R., BROWN M. S. and FONOV S. et al. Optical diagnostics and numerical characterization of a trapped-vortex combustor[R]. AIAA paper 2002-3863, 2002.

STONE C., MENON S. Simulation of fuel-air mixing and combustion in a trapped vortex combustor[R]. AIAA paper 2000-0478, 2000.

XING Fei, MENG Xiang-tai and LI Ji-bao et al. Elementary study on cool flow field of double vortex in cavity for flame stabilization[J]. Journal of Propulsion Technology, 2008, 29(2): 135–138(in Chinese).

ZHANG Tao, SONG Shuang-wen and FAN Wei-jun et al. Experimental study on lean-blow-out of double/fuellean trapped vortex combustor[J]. Journal of Aerospace Power, 2011, 26(6): 1328–1333(in Chinese).

FAN Wei-jun, YI Qi and YAN Ming et al. A study of double vortex structure in the trapped vortex combustor[J]. Proceedings of the Chinese Society for Electrical Engineering, 2006, 26(9): 66–70(in Chinese).

AGARWAL K. K., RAVIKRISHNA R. V. Experimental and numerical studies in a compact trapped vortex combustor: Stability assessment and augmentation[J]. Combustion Science and Technology, 2011, 183(12): 1308–1327.

HUANG Yong. Combustion and combustor[M]. Beijing, China: Buaa Press, 2009, 244(in Chinese).

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Hydrodynamics, Ser. B

Tập 27

730-737

Thông tin tác giả