【摘要】：環(huán)形燃燒室因其結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等優(yōu)勢(shì)被現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用,理解其周向點(diǎn)火機(jī)理對(duì)燃燒室設(shè)計(jì)具有重要意義。由于直接面向全尺寸工業(yè)級(jí)燃燒室的點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)測(cè)量難度大、成本高,所以發(fā)展實(shí)驗(yàn)室尺度的環(huán)形燃燒室模型成為機(jī)理研究的一種有效手段。本文發(fā)展了一系列燃燒室模型,首先研究了單頭部旋流燃燒室出口冷態(tài)速度場(chǎng)及火焰特征;之后在浙江大學(xué)TurboCombo實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行周向點(diǎn)火(Light-round)機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究,著重關(guān)注兩種點(diǎn)火模式下(先點(diǎn)火后通燃料,SFFL;先通燃料后點(diǎn)火,FFSL)的火焰?zhèn)鞑ヌ卣?周向點(diǎn)火時(shí)間及其隨當(dāng)量比、主流速度等因素的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)受湍流摻混的影響,SFFL模式的點(diǎn)火過程隨機(jī)性較大,周向點(diǎn)火時(shí)間較長(zhǎng)且主要受流動(dòng)控制,隨主流速度的增大而縮短。而FFSL模式的點(diǎn)火過程更快、重復(fù)性好,周向點(diǎn)火時(shí)間隨當(dāng)量比的增大而縮短;進(jìn)一步地,考慮了渦輪導(dǎo)葉出口對(duì)點(diǎn)火過程的影響規(guī)律�；鹧�?zhèn)鞑ミ^程及形態(tài)沒有明顯變化,但周向點(diǎn)火時(shí)間有所縮短,這可能是因?yàn)槭湛s型出口流道和渦輪導(dǎo)葉改變了點(diǎn)火過程中燃燒室內(nèi)非定常流場(chǎng)結(jié)構(gòu)造成的;最后研究了改變噴嘴方向的斜噴環(huán)流環(huán)形燃燒室中的點(diǎn)火過程,分析周向環(huán)流對(duì)火焰?zhèn)鞑サ挠绊憽０l(fā)現(xiàn)因噴嘴方向改變引入的周向速度分量明顯改變了周向點(diǎn)火過程,在SFFL模式下火焰僅沿該分量方向單向傳播,周向點(diǎn)火時(shí)間大大延長(zhǎng),但整個(gè)點(diǎn)火過程包括周向火焰?zhèn)鞑ニ俣戎饕闪鲃?dòng)特性決定。而在FFSL模式下火焰雖仍保持雙向傳播,但對(duì)稱性被打破,且當(dāng)周向速度分量足夠大時(shí)將顯著加速火焰?zhèn)鞑?周向點(diǎn)火時(shí)間縮短。本文通過對(duì)環(huán)形燃燒室模型點(diǎn)火過程的實(shí)驗(yàn)研究,得到了一系列定性特征和定量規(guī)律,對(duì)燃燒室設(shè)計(jì)及整機(jī)試驗(yàn)有一定的參考價(jià)值,也為數(shù)值仿真提供了驗(yàn)證數(shù)據(jù)。
【圖文】：

圖１．丨環(huán)形燃燒室ｍ逡逑此外近年來生態(tài)環(huán)境問楲引發(fā)了廣泛的關(guān)注，因此發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放的限制標(biāo)準(zhǔn)也逡逑日趨嚴(yán)格。以Ｎ０Ｘ為例，圖１．２給出了國(guó)際民航組織（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ邋Ｃｉｖｉｌ邋Ａｖｉａｔｉｏｎ逡逑Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ，邋ＩＣＡＯ）發(fā)布的邋ＣＡＥＰ／２邋標(biāo)準(zhǔn)（Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ邋ｏｎ邋Ａｖｉａｔｉｏｎ邋Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ逡逑Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ／２，１９９１）到歐洲航空研究咨詢委員會(huì)（Ａｄｖｉｓｏｒｙ邋Ｃｏｕｎｃｉｌ邋ｆｏｒ邋Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ邋Ｒｅｓｅａｒｃｈ逡逑ｌ逡逑

因此在排放限制標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)下，誕生了許多低排放燃燒技術(shù)［４］，例如貧燃預(yù)混預(yù)蒸逡逑發(fā)（Ｌｅａｎ邋Ｐｒｅｍｉｘｅｄ邋Ｐｒｅ－ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ，，邋ＬＰＰ）、貧燃直噴（Ｌｅａｎ邋Ｄｉｒｅｃｔ邋Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ，邋ＬＤＩ）以及富逡逑油燃燒－淳熄－貧油燃燒（Ｒｉｃｈ邋ｂｕｍ－Ｑｕｅｎｃｈ－Ｌｅａｎ邋ｂｕｍ，邋ＲＱＬ）等等。圖１．２中的ＧＥ邋ＴＡＰＳ逡逑發(fā)動(dòng)機(jī)就是采用ＬＰＰ技術(shù)的典型代表［５］，可以看到其在降低＾＾（＼排放方面有顯著優(yōu)勢(shì)并逡逑且滿足了邋ＡＣＡＲＥ邋２０２０排放標(biāo)準(zhǔn)。圖１．３展示了改進(jìn)的低ＮＯｘ排放燃燒室設(shè)計(jì)理念，為逡逑了確�？焖贀交煲约皽p小火焰區(qū)域的局部當(dāng)量比，燃燒室噴嘴頭部進(jìn)氣量從３０％大大提逡逑高到了邋７０°／。，同時(shí)通過縮短燃燒室尺寸，減小燃?xì)怦v留時(shí)間來降低ＮＯｘ排放［６］。但這樣逡逑的設(shè)計(jì)也會(huì)帶來一些問題，例如由于絕大部分空氣經(jīng)由噴嘴頭部進(jìn)入燃燒室，火焰更加逡逑貧燃難以穩(wěn)定且更易出現(xiàn)熱聲振蕩；隨著燃燒室尺寸的縮短，燃燒室出口溫度場(chǎng)分布不逡逑均問題突顯，不利于渦輪工作；相較于傳統(tǒng)燃燒室接近當(dāng)量比的點(diǎn)火工況，貧燃點(diǎn)火更逡逑難實(shí)現(xiàn)；新的附加部件使得燃燒室結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜等等。由此可以看到
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V231.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張弛;林宇震;徐華勝;許全宏;;民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)低排放燃燒室技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及水平[J];航空學(xué)報(bào);2014年02期

本文編號(hào)：2634935