分级燃烧室主燃级旋流组织与火焰稳定机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51806219
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In order to fulfill the stricter emission regulations of ICAO (International Civil Aviation Organization), most of the engine manufactors turn to lean staged low emission combustor design. Lean staged combustor possesses the advantages of lower pollutant emissions and shorter liner length. The state of the art staged combustor design features multi-swirling flow and partially premixed combustion in the main stage. Previous application and investigation demonstrate that the main flame has the risk of unstable combustion. In this research proposal, the stability mechanism of the main flame in multi-swirling flow environment and the interaction between the main flame and the pilot flame will be studied. The staged injector will be experimentally diagnosed on the single sector model combustor with optic access, by means of advanced dynamic measurement techniques. LES (Large Eddy Simulation) of reacting flow will be utilized to deepen the understandings. The research targets of this proposal is to identify the correlations between unsteady coherent flow structures (e.g. recirculation zone, shear layer and precessing vortex core) and the stability of the main flame, and obtain the interaction mechanisms between the main flame and the pilot flame. On this basis, the critical creterion of the main flame stability in multi-swirling flow environment will be obtained, which will provide fundamental research basis for the development of lean staged low emisssion combustor.
为了满足民用航空对污染物排放越来越严格的要求,国际主要民用发动机公司倾向于采用贫油分级低排放燃烧室设计方案,其对于降低污染物排放、缩短燃烧区长度具有显著效果。先进分级燃烧室主燃级多采用多级旋流组织方案,以部分预混方式燃烧,已有的应用和实验研究表明,其具有燃烧不稳定风险。本项目拟以分级燃烧室主燃级多级旋流火焰稳定机制和主燃级与预燃级火焰相互作用为研究主题,以单头部光学可视模型燃烧室为载体,借助先进动态实验测量技术,并辅助以大涡模拟,力求阐明多级旋流流场内剪切层、回流区、进动涡核等非定常拟序结构对主燃级火焰稳定性的影响机制,以及两级火焰相互作用机制,在此基础上形成主燃级多级旋流环境下燃烧稳定性的判定准则,对分级燃烧室的研发提供理论支撑。

结项摘要

为了有效支撑先进分级燃烧室的设计研发,本项目针对分级燃烧室主燃级的旋流组织方案和火焰稳定特性开展研究,目标是研究主燃级多级旋流组织设计参数对流场结构、燃油浓度分布与火焰稳定性的影响规律,阐明火焰稳定性与流场结构和燃油浓度分布之间的内部关联。为此,本项目开展了主燃级分层隔板长度、主燃级旋流强度对分级燃烧室流场、燃油分布和点熄火特性影响的试验研究,并在燃油流量过渡条件和高空左边界条件下分别研究了分级燃烧室的火焰稳定性。研究发现,扩大燃油分布的径向范围和中心燃油浓度、增大回流区径向尺度是改善火焰稳定性的有效措施;随燃油流量降低速率增加,熄火油气比降低,其物理机制在于较短的减油时间减少了燃烧室的热损失,增大了熄火时的燃烧温度;高空左边界熄火油气比随高度增大而增大,并且在临近熄火状态,火焰POD模态由周向模态变为轴向模态,全局CH*信号频谱上出现频率为340HZ左右的尖峰信号。本文研究发现可为分级燃烧室主燃级旋流组织设计提供指导。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
分级燃烧室预燃级旋流组织对点熄火性能影响的试验研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    推进技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨金虎;刘存喜;刘富强;穆勇;徐纲
  • 通讯作者:
    徐纲
Experimental Investigations of Spray Characteristics of a Pressure-Swirl Atomizer
压力旋流雾化器喷雾特性的实验研究
  • DOI:
    10.1177/0957650919875612
  • 发表时间:
    2020-08
  • 期刊:
    Proc IMechE Part A: J. Power and Energy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiongjie Fan;Cunxi Liu;Yong Mu;Haitao Lu;Jinhu Yang;Gang Xu
  • 通讯作者:
    Gang Xu

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其他文献

预燃级内级旋流对燃烧室点/熄火性能的影响
  • DOI:
    10.11715/rskxjs.r201611016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    燃烧科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴浩玮;陈浩;刘存喜;杨金虎;穆勇;程明;徐纲
  • 通讯作者:
    徐纲
黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    姚玉璧;王润元;杨金虎
  • 通讯作者:
    杨金虎
草原生长期地表辐射和能量通量月平均日变化特征
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    冰川冻土
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨金虎;岳平;邓振镛;孙旭映;张强
  • 通讯作者:
    张强
中国西北气候变暖及其对农业的影响对策
  • DOI:
    10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.09.009
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    生态环境学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    张秀云;姚玉璧;杨金虎;李文举;雷俊;牛海洋
  • 通讯作者:
    牛海洋
黄土高原陆地表层作物生长季最大可能蒸散量的变化特征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    地理科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚玉璧;王润元;杨金虎;陆登荣;肖国举;王洋;刘林春
  • 通讯作者:
    刘林春

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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