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预燃级旋流数对TeLESSⅡ燃烧室贫油熄火性能影响

2018-07-17肖荣洪林宇震张弛

北京航空航天大学学报 2018年6期

肖荣洪,林宇震,2,* ,张弛,2

(1.北京航空航天大学 能源与动力工程学院,北京100083; 2.先进航空发动机协同创新中心,北京100083)

在较宽工作范围内稳定燃烧,是燃气轮机燃烧室重要需求之一。甚至在很低温度压力下,油气比在碳氢化合物和空气混合物可燃极限以下工作。航空发动机燃烧室完整的稳定性能(一系列稳定工作包线)通常需要在不同压力下通过大量熄火试验确定,而贫油熄火边界是其中的重点。

Lefebvre[1]基于热平衡观点,即新进入燃烧室均匀混气被加热到可燃温度所需能量大于主燃区释热即熄火。Perters和Mellor[2-3]提出回流区点火理论,认为由于新进混合气在剪切层内停留的时间小于被热回流区加热到着火点时间,即回流区及剪切层内的停留时间小于点火延迟时间。对于贫油熄火边界的工程探索一直在进行,Sen等[4]研发新贫油熄火边界测量技术,Yi和Gutmark[5]研发通过测量火焰形态实时预测贫油熄火边界技术,Sarkar等[6]通过动力学参数预测贫油熄火边界。

通过分级燃烧方式,中心分级燃烧室不仅符合低排放燃烧室要求,还能满足高温升燃烧室的发展要求。随着对环境要求的提高,航空发动机污染物排放标准越严格。航空发动机燃烧室发展出低排放中心分级燃烧室,典型代表是GE公司TAPS燃烧室[7]。在中心分级高温升燃烧室方面,Mongia[8]从1979—1993 年研发不同的高温升燃烧室,超过1 200K温升燃烧室均采用中心分级燃烧,性能指标均达预期。中心分级燃烧室,中心为预燃级,采用扩散燃烧方式,用于保证小工况状态工作;外部是主燃级,采用预混预蒸发燃烧方式,用于大工况组织燃烧[9]。……

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