【摘 要】
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航空发动机风扇舱和核心舱是一种典型环腔结构件,其内部包含了电子控制器、附件齿轮箱、散热器和管道等障碍物,这些障碍物数量多,其结构尺寸、位置和分布较为复杂。用于输送发动机系统所需工作介质的管路可能因磨损和振动后损坏或连接不紧密引发漏油。这些燃油在遇到高温或明火,可能诱发发动机火灾,极大地威胁到发动机安全运行。因此,揭示这种环腔结构件内油池火在障碍物作用下的蔓延特性和发展规律在发动机火灾探测、灭火系统
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航空发动机风扇舱和核心舱是一种典型环腔结构件,其内部包含了电子控制器、附件齿轮箱、散热器和管道等障碍物,这些障碍物数量多,其结构尺寸、位置和分布较为复杂。用于输送发动机系统所需工作介质的管路可能因磨损和振动后损坏或连接不紧密引发漏油。这些燃油在遇到高温或明火,可能诱发发动机火灾,极大地威胁到发动机安全运行。因此,揭示这种环腔结构件内油池火在障碍物作用下的蔓延特性和发展规律在发动机火灾探测、灭火系统设计和布局等方面有重要的参考价值。本文开展了基于FDS(Fire Dynamic Simulation)的障碍物位置和阻塞比对环腔件油池火蔓延特性影响的研究。首先,建立了EEC(Electronic Engine Control)和AGB(Accessory Gearbox)多个位置和不同阻塞比条件下的发动机典型环腔件物理计算模型。然后,建立了基于FDS的Trent 800发动机风扇舱的计算模型,分析了环腔3个角度6个不同位置处轴向方向上的温度变化规律。通过将6组不同网格尺寸条件下所得出的温度、腔内流动情况与实体火灾实验结果比较,验证了计算模型和算法的可行性以及网格的独立性。结果表明:在障碍物EEC影响方面,油池火在腔内的温度、速度和烟度等蔓延特性参数为先增加后维持在某个值上下振荡变化。EEC阻塞比对油池火蔓延特性参数在腔内底部、顶部、右侧和EEC附近等位置处的蔓延过程影响不明显。但EEC阻塞比对腔内左侧的温度、速度和烟度影响较大。在障碍物AGB影响方面,腔内油池火蔓延特性参数先增加后稳定振荡变化。AGB位于环腔内2点钟和4点钟位置处,油池火蔓延特性参数在环腔底部、顶部、左侧和EEC附件等位置处较高,但对腔内底部、右侧和EEC附近等处的烟度影响较小。AGB阻塞比越低,油池火在环腔底部、顶部和右侧等处的温度和速度较高,在环腔左侧和EEC附近处则较低。在环腔底部、左侧和EEC附近处的烟度浓度较高,而在环腔顶部和右侧处则较低。
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