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三头部燃烧室点火过程中火焰传播特性研究

2021-03-31冯剑寒郎旭东任勇智李建中

南京航空航天大学学报 2021年1期

冯剑寒,郎旭东,金 武,任勇智,李建中

(1.南京航空航天大学能源与动力学院,南京210016;2.中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所,株洲412002)

随航空工业的迅速发展,对航空发动机也提出了越来越高的要求,而航空发动机燃烧室作为航空发动机的三大核心部件之一,其性能直接影响整个发动机的性能。其中,点火启动过程关系到飞行器的地面起飞与高空再点火等性能,对航空发动机运行的可靠性和安全性至关重要[1]。现代航空发动机多使用航空煤油作为燃料,燃烧室长度也越来越短,燃料驻留时间减少,这对点火性能提出更大挑战,因此,缩短点火延迟时间,探究点火过程中火焰传播的机理对飞行器的安全至关重要。

点火是一个综合了物理和化学反应的复杂过程,影响点火过程及周向点火时间的因素错综复杂,国内外进行了大量的研究。Bourgouin 等[2]使用丙烷和空气作为预混气,对实验室尺度的燃烧室模型的点火与火焰传播进行了机理研究,鉴别出周向点火的不同发展阶段特征。Philip 等[3]采用大涡模拟(Large eddy simulation, LES)计算重现了Bour⁃gouin 等的实验,并且将周向点火过程的不同阶段进行了进一步的细化分析。Cordier 等[4⁃5]对多头部矩形燃烧室模型进行研究,发现随着喷嘴间距的变化,相邻喷嘴间将出现“展向传播”和“混合传播”两种火焰传播模式。令狐昌鸿等[6]在环形旋流燃烧实验平台上也观察到了类似的“混合传播”周向火焰传播模式。但对于多头部和环形燃……

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