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微型发动机的燃烧模型和数值模拟 被引量:12
1
作者 李德桃 潘剑锋 +2 位作者 邓军 杨文明 薛宏 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 2003年第2期183-185,共3页
提出了微型发动机燃烧过程的数学模型,并对采用氢气为燃料的微型涡轮机中环形燃烧室内的燃烧,建立了阿累尼乌斯有限反应速率模型,在考虑对流和辐射传热损失的条件下,采用CFD软件包FLUENT进行了数值模拟.根据所得到的模拟结果分析了影响... 提出了微型发动机燃烧过程的数学模型,并对采用氢气为燃料的微型涡轮机中环形燃烧室内的燃烧,建立了阿累尼乌斯有限反应速率模型,在考虑对流和辐射传热损失的条件下,采用CFD软件包FLUENT进行了数值模拟.根据所得到的模拟结果分析了影响燃烧的主要因素:结构、燃料、质量流率、H2与空气比和壁面材料,提出了克服尺寸减小对燃烧带来的困难的途径. 展开更多
关键词 微型发动机 燃烧室 数值模拟 氢气 微型涡轮机 燃烧室 阿累尼乌斯有限反应速率模型
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基于Matlab的微型发动机燃烧过程仿真建模 被引量:7
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作者 王谦 陈博 陈泽 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2010年第2期179-183,共5页
为研究微型HCCI自由活塞发动机的工作性能,应用Matlab软件对其单次冲击的燃烧过程进行仿真建模,分别建立考虑传热、漏气的零维总包化学动力学模型和理想气体模型,并将仿真计算结果与试验结果进行比较.运用传热漏气模型对微型HCCI自由活... 为研究微型HCCI自由活塞发动机的工作性能,应用Matlab软件对其单次冲击的燃烧过程进行仿真建模,分别建立考虑传热、漏气的零维总包化学动力学模型和理想气体模型,并将仿真计算结果与试验结果进行比较.运用传热漏气模型对微型HCCI自由活塞发动机不同初始速度下的燃烧特性进行模拟,得到自由活塞初始速度对工作压力、温度、活塞运行位置的变化规律的影响以及不同初始速度下自由活塞的运动特性.结果表明气体泄漏和传热对燃烧过程影响较大,考虑传热漏气模型的微燃烧模拟结果与试验数据吻合较好,为微动力装置的性能评价和设计提供理论依据. 展开更多
关键词 微型发动机 均质充量压燃 自由活塞 漏气 初始速度
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传热对微型发动机预混催化燃烧特性影响的研究 被引量:3
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作者 陈俊杰 闫龙飞 +1 位作者 宋稳亚 刘志超 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1363-1371,共9页
为了研究传热对微型发动机燃烧室内甲烷催化燃烧特性的影响,采用CH4和空气的预混合气体,对在活塞上表面和燃烧室顶部涂有Pt-La/γ-Al2O3催化剂的传热情况下的微型发动机的催化燃烧特性进行了实验研究及数值模拟,详细对比分析了3种典型... 为了研究传热对微型发动机燃烧室内甲烷催化燃烧特性的影响,采用CH4和空气的预混合气体,对在活塞上表面和燃烧室顶部涂有Pt-La/γ-Al2O3催化剂的传热情况下的微型发动机的催化燃烧特性进行了实验研究及数值模拟,详细对比分析了3种典型的管壁材料(Si,Fe和矾土),有、无催化涂层及绝热与传热情况下的微型发动机燃烧室内CH4的催化燃烧特性。结果表明:对于Pt-La/γ-Al2O3催化下自由活塞式的微型发动机,受尺度减小引起的传热损失对催化燃烧过程影响不大;有催化情况下的燃烧效率明显高于无催化,催化燃烧具有更高的燃烧室内温度,可以实现更高的动力和电能输出,微型发动机(MEMS微推进系统)具有更高的输出功率和能量密度;管壁材料为导热系数较小的矾土的催化燃烧效率略高于导热系数较大的Si;微型发动机燃烧室的壁面材料应采用具有承受应力高、适应温度广、机械性能及抗变形能力强等优点的耐火陶瓷。 展开更多
关键词 微型发动机 传热 催化燃烧 燃烧特性 预混燃烧 微推进系统
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开发微型发动机燃烧器遇到的问题和解决途径 被引量:2
4
作者 张孝友 卫尧 +4 位作者 李德桃 唐维新 张海燕 邓军 潘剑锋 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期70-73,共4页
论述了当前微型发动机燃烧器研究所遇到的主要问题及解决的途径 ,介绍了国外正在研究的三种微型发动机燃烧器。这三种微型燃烧器反映了微型发动机开发和应用的良好前景。在此基础上研制了一种新型的微型TPV燃烧系统 ,该系统具有热量利... 论述了当前微型发动机燃烧器研究所遇到的主要问题及解决的途径 ,介绍了国外正在研究的三种微型发动机燃烧器。这三种微型燃烧器反映了微型发动机开发和应用的良好前景。在此基础上研制了一种新型的微型TPV燃烧系统 ,该系统具有热量利用效率高、制造成本低等优点。 展开更多
关键词 内燃机 微型发动机 微燃烧器 燃烧 传热损失
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厘米级微型发动机转子系统分析 被引量:9
5
作者 唐云冰 罗贵火 《航空发动机》 2005年第2期20-23,共4页
重点讨论了厘米级微型发动机转子系统的结构与动力特性,总结了微型涡轮发动机轴系和动力学设计的一般规律和特点,指出了微型发动机转子结构与动力特性研究的方向。
关键词 微型发动机 转子系统 转子动力学 厘米级 发动机转子 系统分析 微型涡轮发动机 转子结构 动力学设计 动力特性
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某微型发动机离心甩油燃烧室建模及数值模拟 被引量:2
6
作者 王宝瑞 孔文俊 艾育华 《航空发动机》 2009年第6期6-9,共4页
对某微型发动机离心甩油燃烧室进行了三维建模及数值模拟。湍流模型采用旋流修正的Realizable k-ε双方程模型,化学反应及组分浓度采用简化的概率密度函数模型,液相采用离散相模型;计算得出了组分、压力、温度的分布特性,分析计算结果可... 对某微型发动机离心甩油燃烧室进行了三维建模及数值模拟。湍流模型采用旋流修正的Realizable k-ε双方程模型,化学反应及组分浓度采用简化的概率密度函数模型,液相采用离散相模型;计算得出了组分、压力、温度的分布特性,分析计算结果可知,该燃烧室的外壁面冷却考虑较少,同时其出口温度不均匀系数较大;提出了掺混孔改进方案,数值模拟结果表明,改进后的燃烧室出口温度分布得到明显改善。 展开更多
关键词 离心甩油燃烧室 微型发动机 建模 数值模拟
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耦合动力学的微型发动机燃烧特性
7
作者 陈俊杰 王谦 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2010年第3期304-308,共5页
为了获得微型均质充量压燃(HCCI)自由活塞发动机着火燃烧特性参数,根据自由活塞发动机的动力学特点,建立了理想状态下的数学模型,提出了单次冲击微型HCCI自由活塞发动机工作过程的模拟方法.在单次活塞冲击情况下,耦合丙烷详细化学动力... 为了获得微型均质充量压燃(HCCI)自由活塞发动机着火燃烧特性参数,根据自由活塞发动机的动力学特点,建立了理想状态下的数学模型,提出了单次冲击微型HCCI自由活塞发动机工作过程的模拟方法.在单次活塞冲击情况下,耦合丙烷详细化学动力学反应机理,对微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程进行了变参数研究,获得了不同混合气初始条件下着火时刻变化特性以及燃烧特性变化规律.计算结果表明:初始温度、初始压力以及燃料当量比对微型HCCI自由活塞发动机着火燃烧过程有重要的影响. 展开更多
关键词 微型发动机 自由活塞 当量比 均质充量压燃 燃烧特性
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微型发动机系统原理性测试研究 被引量:2
8
作者 黎嘉杰 杨灿军 +1 位作者 李伟 刘宜胜 《机电工程》 CAS 2003年第5期133-135,共3页
以小型以及厘米级的微型三角转子发动机为假想测试发动机的台架已经初步搭建完成,并且已经在空载下获得了30V的电动势。介绍了台架的机械与电气部分,同时给出了系统空载时的损耗曲线。这些都说明测试系统的总体构想是可行的。今后将搭... 以小型以及厘米级的微型三角转子发动机为假想测试发动机的台架已经初步搭建完成,并且已经在空载下获得了30V的电动势。介绍了台架的机械与电气部分,同时给出了系统空载时的损耗曲线。这些都说明测试系统的总体构想是可行的。今后将搭载各种传感器,进一步测试发动机的性能。 展开更多
关键词 微型发动机系统 原理性测试 三角转子发动机 汽车发动机
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微型热机、燃气涡轮、火箭发动机——美国麻省理工学院(MIT)微型发动机研究计划 被引量:2
9
作者 宁建华 《火箭推进》 CAS 2004年第3期42-52,共11页
介绍了MIT以MEMS系统为基础正在研制的燃气涡轮机、涡轮发生器和火箭发动机的进展情况。由于采用半导体工艺技术批量生产,所以这些发动机以常规、全尺寸发动机能量密度相同的微型高速旋转机械为基础。微型燃气涡轮设计为在10g/h H_2燃... 介绍了MIT以MEMS系统为基础正在研制的燃气涡轮机、涡轮发生器和火箭发动机的进展情况。由于采用半导体工艺技术批量生产,所以这些发动机以常规、全尺寸发动机能量密度相同的微型高速旋转机械为基础。微型燃气涡轮设计为在10g/h H_2燃料消耗的情况下可产生10~20W 电能或0.05~0.1N 推力、直径为1cm、厚度为3mm 的SiC 热机。后来研制的采用烃燃料的热机可产生100W 电能。相同尺寸的液体双组元火箭发动机可产生大于13.3N 的推力,火箭发动机与涡轮泵和控制阀集成在同一芯片上。由分析和试验可知,该微型热机是可行的,这些装置创立了推进技术、流体控制和袖珍能量发生器的新概念。 展开更多
关键词 微型热机 微型双组元火箭发动机
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厘米级微型发动机转子系统分析
10
作者 罗贵火 唐云冰 章璟璇 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第z1期54-57,共4页
微型飞行器技术作为一个崭新的研究领域,在国内外迅速兴起.厘米级微型发动机的研究也日益引起了广泛的重视.本文针对微型发动机的主要结构特点,重点讨论微型发动机转子系统结构与动力特性.总结出了微型涡轮发动机轴系和动力学设计的一... 微型飞行器技术作为一个崭新的研究领域,在国内外迅速兴起.厘米级微型发动机的研究也日益引起了广泛的重视.本文针对微型发动机的主要结构特点,重点讨论微型发动机转子系统结构与动力特性.总结出了微型涡轮发动机轴系和动力学设计的一般规律和特点,提出了微型发动机转子结构与动力特性研究的方向. 展开更多
关键词 微型发动机 转子系统 转子动力学
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微型发动机温度限制保护闭环控制设计方法
11
作者 缪柯强 王曦 《航空发动机》 2017年第3期50-55,共6页
针对微型涡喷发动机转子转速闭环设计的控制结构中涡轮出口温度对燃油供给率变化敏感的问题,尤其在快速推油门杆时可能会超温,提出了1种带涡轮出口温度限制保护的闭环限制控制器的设计方法。该方法采用了双回路的闭环结构方式,并采用控... 针对微型涡喷发动机转子转速闭环设计的控制结构中涡轮出口温度对燃油供给率变化敏感的问题,尤其在快速推油门杆时可能会超温,提出了1种带涡轮出口温度限制保护的闭环限制控制器的设计方法。该方法采用了双回路的闭环结构方式,并采用控制参数相似变换的增益调度增量式PI控制方法,实现了稳态/过渡态的发动机转速、温度闭环控制,所述算法在Simulink环境下进行了地面和高空的仿真验证。结果表明:控制系统在保证转子转速伺服跟踪性能的要求下还具有温度保护功能。 展开更多
关键词 微型涡喷发动机 超温保护 增益调度 伺服跟踪
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微型发动机的研究进展
12
作者 李勇 曾鸣 +2 位作者 陈旭鹏 吴鑫 王飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第z1期8-12,共5页
综述了目前国内外典型微型发动机研究的现状和技术特点,介绍了所设计的微型发动机的设计制作,分析了微型发动机的发展趋势和面临的挑战.
关键词 微型发动机 微细加工 PowerMEMS 微燃烧
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微型涡喷发动机结构设计研究 被引量:20
13
作者 黄治国 单鹏 王延荣 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期206-209,共4页
探讨了一种正在研制的推力为 1 0 0N ,转速为 1 0 5r/min的微型涡喷发动机的结构设计特点 .首先介绍了微型涡轮发动机的总体构造特点 ;其次 ,又对这台发动机独有的结构特点进行了分析 ;最后 ,对它的旋转部件进行了强度、振动分析 .最终... 探讨了一种正在研制的推力为 1 0 0N ,转速为 1 0 5r/min的微型涡喷发动机的结构设计特点 .首先介绍了微型涡轮发动机的总体构造特点 ;其次 ,又对这台发动机独有的结构特点进行了分析 ;最后 ,对它的旋转部件进行了强度、振动分析 .最终结果表明旋转部件的结构设计满足要求 . 展开更多
关键词 涡轮喷气发动机 结构设计 微型发动机 整体叶盘 冷却 润滑
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微型三角转子发动机的研制与实验研究 被引量:5
14
作者 钟晓晖 王小雷 +2 位作者 勾昱君 吴玉庭 马重芳 《机电工程》 CAS 2007年第5期9-11,共3页
微型发动机是微机电系统的核心装置,有着广泛的发展前景,它除了广泛应用于工业、农业、医疗卫生等各行各业的电子器件以外,还可作为微型汽车、微型飞机、微型泵等微型机械的动力。介绍了微型三角转子发动机的研制及其在实验台架上的性... 微型发动机是微机电系统的核心装置,有着广泛的发展前景,它除了广泛应用于工业、农业、医疗卫生等各行各业的电子器件以外,还可作为微型汽车、微型飞机、微型泵等微型机械的动力。介绍了微型三角转子发动机的研制及其在实验台架上的性能测试,在转速为7 800 rpm时,输出功率可达220 W。通过燃料的对比试验可知,若在航模燃料(甲醇为主)中添加一定量的柴油,在基本保证动力性的同时,其经济性将有一定改善。 展开更多
关键词 微型发动机 三角转子发动机 比能量
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微型自由活塞发动机发电系统催化燃烧特性研究 被引量:2
15
作者 陈俊杰 王华 +2 位作者 刘志超 盛伟 温小萍 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1268-1275,共8页
为了解催化对微型发动机燃烧室内甲烷燃烧特性的影响,采用甲烷和空气的预混合气体,对在活塞上表面和燃烧室顶部涂有Pt-La/γ-Al2O3催化剂的微型发动机的催化燃烧特性进行了实验研究及数值模拟,对比分析了有、无催化燃烧时微型发动机的... 为了解催化对微型发动机燃烧室内甲烷燃烧特性的影响,采用甲烷和空气的预混合气体,对在活塞上表面和燃烧室顶部涂有Pt-La/γ-Al2O3催化剂的微型发动机的催化燃烧特性进行了实验研究及数值模拟,对比分析了有、无催化燃烧时微型发动机的燃烧特性。结果表明:催化燃烧可以提高燃烧效率,着火时刻会有大幅度的提前,微型发动机具有更高的输出功率和能量密度;催化燃烧可以降低燃料的着火温度,扩展微燃烧的可燃界限。 展开更多
关键词 微型发动机 催化燃烧 燃烧特性 微动力机电系统
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毫米级微型涡轮发动机性能仿真模型 被引量:2
16
作者 刘传凯 李艳茹 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1430-1437,共8页
为满足毫米级微型涡轮发动机性能设计需求,提出了一种毫米级微型涡轮发动机性能仿真模型。该模型采用考虑低雷诺数效应和传热效应的微型涡轮发动机叶轮特性,并将热平衡方程纳入该发动机性能仿真模型的共同工作方程组。通过与静子结构热... 为满足毫米级微型涡轮发动机性能设计需求,提出了一种毫米级微型涡轮发动机性能仿真模型。该模型采用考虑低雷诺数效应和传热效应的微型涡轮发动机叶轮特性,并将热平衡方程纳入该发动机性能仿真模型的共同工作方程组。通过与静子结构热网络方程组的耦合求解,实现了微型涡轮发动机特性和部件传热的动态模拟。以典型毫米级微型涡轮发动机为对象建立了仿真算例,研究了启动过程中发动机内部参数的变化规律。结果表明:毫米级微型涡轮发动机转动惯量对其加速性能影响微小,非稳态传热效应是影响其过渡态特性的主要因素。发动机转子和静子部件达到热响应时间存在显著差异,导致发动机启动过程的工作线呈现多拐点的现象。 展开更多
关键词 微型发动机 热网络法 性能模型 零维仿真 过渡过程
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1台微型三角转子发动机的研制与试验研究 被引量:3
17
作者 钟晓晖 王小雷 +1 位作者 勾昱君 吴玉庭 《航空发动机》 2007年第4期15-17,共3页
介绍了微型三角转子发动机的研制及其在试验台架上的性能测试。在转速为7800 r/m in时,其输出功率可达220W;通过燃料的对比试验得知,在航模燃料(甲醇为主)中添加一定量的柴油,在基本保证动力性的同时,其经济性有一定改善。
关键词 微型发动机 三角转子发动机 比能量
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微型涡轮发动机转子轴系的结构设计
18
作者 王茉瑚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1996年第5期711-714,共4页
对微型涡轮发动机转子轴系的结构设计进行了初步探讨,着重在结构简化、转子振动及减振技术、轴承预紧、润滑密封等方面作了分析。
关键词 微型发动机 转子 轴系 结构设计 涡轮发动机
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微型涡轮发动机控制系统仿真及台架试验 被引量:8
19
作者 张天宏 黄向华 曹谦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期445-449,共5页
在某微型涡轮发动机控制系统开发过程中,为研究该发动机控制规律,提出一种半物理仿真和台架试验结合的研究方法。设计了包含电子控制器在回路的半物理仿真试验,通过分析原控制逻辑以及起动过程存在的问题,提出对起动控制规律的改进和优... 在某微型涡轮发动机控制系统开发过程中,为研究该发动机控制规律,提出一种半物理仿真和台架试验结合的研究方法。设计了包含电子控制器在回路的半物理仿真试验,通过分析原控制逻辑以及起动过程存在的问题,提出对起动控制规律的改进和优化,开展了基于原配电子控制单元和工控机的台架试验,验证了优化后的控制规律,并将其应用于控制器开发。本文提出的方法可避免大量的实物台架试验,缩短控制器的研制周期。 展开更多
关键词 微型涡轮发动机 控制系统 半物理仿真 台架试验
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微型涡喷发动机燃烧室数值模拟 被引量:11
20
作者 李聪 方蜀州 张平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期513-518,共6页
微型涡轮喷气发动机(Micro-turbine engine)燃烧室具有传热损失大及燃烧驻留时间短的特点。为了给微型燃烧室定型提供数据参考,对设计的微型环形燃烧室中的稳态燃烧过程进行数值模拟。计算入口边界参数采用等熵数值计算结果,喷雾性能参... 微型涡轮喷气发动机(Micro-turbine engine)燃烧室具有传热损失大及燃烧驻留时间短的特点。为了给微型燃烧室定型提供数据参考,对设计的微型环形燃烧室中的稳态燃烧过程进行数值模拟。计算入口边界参数采用等熵数值计算结果,喷雾性能参数通过试验获得,考虑了湍流化学反应、热辐射、液滴的蒸发及二次雾化等情况,得到燃烧室稳态工作时的速度场、温度场及浓度分布,计算结果可以较为准确地反映燃烧室的实际燃烧情况。计算结果表明,燃烧室设计合理,燃料可以充分燃烧,各项性能参数基本符合设计要求,能够为燃烧室的进一步优化设计提供改进依据。 展开更多
关键词 微型燃气涡轮发动机 燃烧室 数值仿真 燃烧
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