一种基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法，包括以下步骤：对典型工况下的三维模型燃烧室进行流体力学数值模拟，获得燃烧流场特征；通过数值模拟结果对燃烧室的流场及燃烧场进行分析，采用有限个数反应器，构建化学反应器网络拓扑结构；选取部分燃烧效率试验数据作为训练工况，建立参数化燃烧性能化学反应器网络预测模型；选取部分贫油点火极限试验数据作为训练工况，得到点火器停留时间与点火器处速度插值表，建立参数化贫油点火极限化学反应器网络预测模型。本发明专利技术与计算流体力学方法相比，大大减少了计算量，能够快速的预测燃烧室贫油点火极限，能够解决点火极限相关领域的工程问题。解决点火极限相关领域的工程问题。解决点火极限相关领域的工程问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法


[0001]本专利技术涉及一种基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法，属于燃烧室燃烧性能预测领域。

技术介绍

[0002]贫油点火极限对于研究航空发动机燃烧室点火、再点火特性以及优化航空发动机设计具有重要的指导意义。航空发动机中一般采用实验研究的方法来研究燃烧室的点火特性，该方法直观、可靠，可以直接观察到火焰的发展过程，但存在周期长、费用高、工序复杂等问题。另一种常用于研究燃烧室点火的方法是预测，主要分为两大类：一是多维经验分析法，在大量实验数据的基础上归纳得到经验关系式，该方法精度较高但缺乏通用性([1]Rizk N K,Mongia H C.A 3D analysis of gas turbine combustor[R].AIAA Paper 89
‑
2888,1989；[2]Mongia H C.Combining Lefebvre
’
s correlations with combustor CFD[R].AIAA 2004
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：对典型工况下的三维模型燃烧室进行流体力学数值模拟；典型工况参数包括进口马赫数、进气温度、进气压力、进口总油气比、值班油气比；步骤二：根据步骤一数值模拟得到燃烧室的流场及燃烧场分布特征，对三维流场内的速度、温度及油气比分布特点进行分析，采用有限个数反应器，构建化学反应器网络拓扑结构；步骤三：选取部分燃烧效率试验数据作为训练工况，得到分流系数插值表及回流区反应器停留时间与工况参数之间的半经验关系式，建立参数化燃烧性能化学反应器网络预测模型；步骤四：基于电火花点火理论建立点火器模型，选取部分贫油点火极限试验数据作为训练工况，得到点火器停留时间与点火器处速度插值表，建立参数化贫油点火极限化学反应器网络预测模型。2.根据权利要求1所述的基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法，其特征在于：步骤一所述流体力学数值模拟采用Fluent软件，燃料为航空煤油C
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。3.根据权利要求1所述的基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法，其特征在于：所述步骤一中，选取的典型工况参数为进口马赫数Ma＝0.206，进气温度700K，进气压力0.06MPa，进口总油气比0.0378，值班油气比0.092。4.根据权利要求1所述的基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法，其特征在于：步骤二所述化学反应器网络拓扑结构中采用的详细化学反应机理为航空煤油三组分替代燃料反应机理，包含66组分289步基元反应。5.根据权利要求4所述的基于化学反应器网络方法的燃烧室贫油点火极限预测方法，其特征在于：所述航空煤油三组分替代燃料由质量分数为56.41％NC
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，26.36％N

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，邓子江，张祥，高天华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：