气气快速预混喷嘴内部结构仿真研究

苏金友，宋青华，王力军，吴振宇

（沈阳航空航天大学动力与能源工程学院，沈阳 110136）

气气快速预混喷嘴内部结构仿真研究

苏金友，宋青华，王力军，吴振宇

（沈阳航空航天大学动力与能源工程学院，沈阳 110136）

应用稳态时N-S方程、R N G k-ε湍流模型以及非预混燃烧模型对几种预混喷嘴进行了仿真计算。内部结构分别为无肋片无凹槽式、肋片式、凹槽式及凹槽/肋片组合式。从总压损失和掺混效果2方面进行了比较分析，分析认为：凹槽/肋片组合结构的掺混效果相对较好。研究结果可为快速预混喷嘴试验件设计提供一定参考依据。

预混喷嘴；数值模拟；航空发动机；气气混合；混合分数

0 引言

在环保要求日渐严格的今天，低污染燃烧室成为航空发动机特别是民用发动机的主要发展方向。目前，实现降低污染排放有2类方法：一类是常规燃烧室的污染排放控制，另一类是非常规燃烧室的污染排放控制，非常规燃烧室主要有分级燃烧室、贫油预混预蒸发燃烧室、富油-淬熄-贫油燃烧室和变几何燃烧室等。预混燃烧即燃料在燃烧前与氧化剂先进行充分混合是1种公认的降低污染排放的有效方法[1-4]。

骆培成等人于2005年对液-液快速混合设备进行了研究，将液-液混合设备划分成搅拌釜混合器、射流喷射混合器、撞击混合器、静态混合器和动态混合器等几类[5]；肖翔等人于2006年对油气输送的T形管掺混器、文氏管掺混器进行了实验研究，侧重于对气体质量流量的控制[6]；Kastsuki于2008年应用自行设计的快速预混喷嘴，对快速预混燃烧和完全预混燃烧进行了比较试验研究，发现快速预混燃烧的火焰结构与完全预混燃烧的火焰结构[7]是相同的。……