某微型涡轮喷气发动机性能分析与数值模拟

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一般把推力量级在100daN及以下的涡轮喷气发动机称为微型涡轮喷气发动机(Micro Turbojet Engine,简称MTE)。本文使用CFD流体力学计算软件对某型涡轮喷气发动机三个核心部件——压气机、燃烧室、涡轮的流场分别进行了性能分析和数值模拟计算,并依据计算结果提出了改进方案。  使用叶轮机模拟仿真计算专用的商业软件NUMECA87.3分别对转速为70000rpm、80000rpm、89000rpm以及92000rpm时的压气机和涡轮性能进行了数值模拟计算,分别详细模拟了某一工作状态下压气机和涡轮的压力场、温度场和速度场,并且拟合绘制四种转速下压气机和涡轮的特性曲线,并以此为依据,研究了二者的工作匹配特性,得到二者的共同工作线,为压气机和涡轮的设计提供了充足的理论基础。采用两种不同方法分析了涡轮和压气机工作匹配问题,总结了两种方法的差异性以及应用方向。  使用Fluent6.1软件对燃烧室的进行数值模拟计算,主要分析了设计工况下燃烧室的压力场分布、温度场分布和速度场分布情况,得到了微型涡轮喷气发动机燃烧效率相对普通涡轮喷气发动机较低的原因,并且根据分析结果计算得到了燃烧室其他主要性能参数,为燃烧室的改进提供参考意见和建议。
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