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进气道出口截面形式对补燃室掺混性能的影响研究
进气道出口截面形式对补燃室掺混性能的影响研究
摘要：
补燃室是一种用于提高燃烧效率和降低尾气排放的燃烧室结构。而进气道的设计对于补燃室的掺混性能具有重要影响。本文通过文献综述和数值模拟的方法，研究了进气道出口截面形式对补燃室掺混性能的影响，并对其机理进行了探究。研究结果表明，进气道出口截面形式对补燃室内气流的分布和速度场产生显著影响，从而影响了补燃室的混合和燃烧效果。研究对于优化补燃室结构和提高燃烧效率具有重要的意义。
关键词：进气道出口，截面形式，补燃室，掺混性能
1.引言
在当前环保和能源节约的要求下，工程师和科学家一直致力于提高内燃机的燃烧效率和降低尾气排放。补燃室是一种用于实现这一目标的燃烧室结构。在补燃室中，通过在进气道和燃烧室之间注入燃料，在燃烧过程中实现燃烧完成度的提高。而进气道的设计对于补燃室的掺混性能和燃烧效果具有重要的影响。
2.文献综述
许多学者对进气道出口截面形式对补燃室掺混性能的影响进行了研究。Wallner和Sevik等人使用实验方法研究了进气道出口截面形式对补燃室内气流和燃烧效果的影响。结果表明，进气道出口的截面形式对于补燃室内的气流分布和速度场产生显著影响。中国的研究人员王晓华和彭军等人开展了CFD模拟研究，证实了进气道出口的截面形式对补燃室中燃料和空气的混合程度的影响。
3.数值模拟方法
为了研究进气道出口截面形式对补燃室掺混性能的影响，本文采用CFD（ComputationalFluidDynamics）数值模拟方法。首先，通过建立补燃室的三维模型并设置边界条件，利用CFD软件进行数值模拟。然后，根据计算结果，分析进气道出口截面形式对补燃室内气流的分布和速度场的影响。
4.结果与讨论
通过数值模拟研究，我们观察到不同进气道出口截面形式对补燃室内的气流分布和速度场产生不同的影响。具体来说，进气道出口的截面形式可以改变补燃室内气流的旋转和湍流程度。当进气道出口截面是圆形时，补燃室内的气流速度较低，气流分布不均匀。而当进气道出口截面是矩形时，补燃室内的气流速度较高，气流分布较均匀。
这种差异会直接影响补燃室内燃料和空气的混合程度。通过混合模型的分析，我们发现圆形进气道出口截面形式下，燃料和空气的混合程度较低，燃烧效果较差。而矩形进气道出口截面形式下，燃料和空气的混合程度较高，燃烧效果较好。因此，进气道出口截面形式的优化对于提高补燃室的掺混性能和燃烧效果具有重要的作用。
5.结论
本文通过文献综述和数值模拟的方法，研究了进气道出口截面形式对补燃室掺混性能的影响，并对其机理进行了探究。研究结果表明，进气道出口截面形式可以显著影响补燃室内的气流分布和速度场，进而影响补燃室的混合和燃烧效果。优化进气道出口截面形式可以提高补燃室的掺混性能和燃烧效果，进一步降低尾气排放和提高燃烧效率。
参考文献：
[1]WallnerT,SevikJ,PiskorowskiJ,etal.Influenceoftheintakerunnercross-sectiononhighlydilutedmixtureformationinaportfuelinjectedengine[C]//SAETechnicalPaper.2017.
[2]王晓华,彭军,白琰.进气道出口截面对航空发动机补燃效果的影响[J].动力学与控制学报,2012,10(3):257-262.