微型涡轮喷气式发动机初步设计及性能预测(3)
1。2 国内外在燃烧室自动设计方面的发展情况 早在1988年的时候，俄克拉荷马州立大学就开发出了一套燃气轮机燃烧室的设计软件来提供教学，最初的版本有很多限制和不足，在2005年的时候对软件进行了一次改进，形成了以航空发动机简单设计为核心的一套全新的软件[7]。 Honeywell 公司在1998到2002年之间开发出了新的燃烧室设计和分析的软件，该软件是基于CFD软件来工作的。首先电脑根据设计人员的设计参数计算出燃烧室的基本尺寸，然后将这些尺寸导入CAD软件中，在CAD中自动生成燃烧室的模型。在2005年的时候，该公司又用Fortran语言编写了一套燃烧室的模拟系统[8-9]。 同时在2005年Rolls-Royce公司与Pegemanyfar教授和Pfitzner教授共同开发了一款新的软件用来建立欧洲项目INTELLECT D。M。中的KBE(Knowledge Based Engineering)系统。该系统是将设计过程中所需要用到的规则和公司存储到Excel的函数库当中，当用户进行设计时，只需要输入相应的参数，Excel则会自动计算出燃烧室的尺寸，再结合CAD的二次开发功能，将Excel所得到的参数导入CAD中，可直接生成可视化的燃烧室模型图[10]，这一方面和Honeywell公司的软件有相同的地方，其主要区别就在于计算的基本架构是不同的，一个是基于CFD，一个是基于Excel。 我国国内在这方面也有相应的发展， 1996年西北工业大学和航空工业总公司608所联合开发了小型航空发动机燃烧室设计的软件包。该软件包里面涵盖了大量的燃烧室设计方面的经验公式，这个软件包既可以进行燃烧室的初步设计也可以进行详细设计，其中包含了六个部分：环形通道流动模块、燃烧室性能模块、火焰筒转弯段混合模块、火焰筒冷却模块、排气发散模块和燃料喷射模块[11]。 1997年，沈阳航空发动机研究所开发的BN系统，其作为航空发动机计算机辅助设计集成系统的一个子系统，它的主要作用就是计算基本的尺寸。当设计人员给定设计约束和工作状态下的燃烧室进口参数时， BN系统可以计算出满足要求的燃烧室尺寸[12]。
1。3 本文的主要内容 根据以上列出的文献资料， 了解到现在国内外所设计的软件大部分是针对于中大型航空发动机的燃烧室来开发的，在微型涡喷发动机领域这类软件的数量还较少。 随着武器的小型化，微型涡轮喷气发动机的用途将越来越广泛，那么微型涡喷发动机燃烧室的设计问题也将渐渐的突显出来。微型涡轮喷气发动机和中大型发动机的区别不仅仅是在尺寸方面的缩小，由于尺寸带来的小尺寸效应对微型涡轮喷气发动机的燃烧效率有很大的影响，并且内部流场由于尺寸较小也和中大型发动机有很大的不同，相比于大发动机更加的复杂。我所做的工作就是在前人中大型发动机燃烧室设计程序的基础上，用VB语言重新编写，并且在参数设置方面应用符合微型涡轮喷气发动机的参数，最终通过程序计算得出燃烧室的结构尺寸。环形燃烧室包括直流型、折流型和回流型三种情况，我主要研究的部分就是最简单的直流型环形燃烧室的设计。
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