2级与3级旋流杯燃烧室流动与点火特性试验

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作者 姚尚军 李概奇 +1 位作者 彭剑勇 岳晨 《航空发动机》 北大核心 2025年第4期84-89,共6页

为了分析2级与3级旋流杯流场与点火特性之间的差异,搭建了单头部回流燃烧室试验平台,基于粒子图像测速(PIV)技术分析了冷态头部流场结构特征,并通过高速摄影记录了常温来流下点火过程火焰传播路径。结果表明:进气流量增大,3级旋流杯回... 为了分析2级与3级旋流杯流场与点火特性之间的差异,搭建了单头部回流燃烧室试验平台,基于粒子图像测速(PIV)技术分析了冷态头部流场结构特征,并通过高速摄影记录了常温来流下点火过程火焰传播路径。结果表明:进气流量增大,3级旋流杯回流区高度、涡心位置、气流扩张角等基本保持不变,仅空气流速增大。与2级旋流杯燃烧室冷态流场相比,3级旋流杯回流区数目更多,但上侧主燃孔射流深度减小,对流场的作用也减小。在现有点火位置下,2级与3级旋流杯燃烧室点火成功的关键在于火焰逆流传焰并稳定在头部回流区,不同之处是3级旋流杯燃烧室火焰首先被气流输运到下游。当进气流量为12.8 g/s时,3级旋流杯点火延迟时间为48 ms,比2级旋流杯的延长50%,充分发展的火焰投影面积也更小。 展开更多

关键词 回流燃烧室 旋流杯 粒子图像测速 流场 火焰传播 点火特性

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双级旋流杯结构变化对点火特性的影响研究 被引量：21

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作者 康尧 林宇震 +2 位作者 霍伟业 查晓晨 张弛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期675-680,共6页

为了研究旋流杯文氏管和套筒结构的变化对燃烧室点火特性的影响,对两种结构不同的方案(方案A和B)进行了燃烧室点火性能试验,并对这两种方案燃烧室头部进行了气流速度场的粒子图像测速仪(PIV)测量及喷雾分布和粒径的测量。试验结果表明:... 为了研究旋流杯文氏管和套筒结构的变化对燃烧室点火特性的影响,对两种结构不同的方案(方案A和B)进行了燃烧室点火性能试验,并对这两种方案燃烧室头部进行了气流速度场的粒子图像测速仪(PIV)测量及喷雾分布和粒径的测量。试验结果表明:旋流杯文氏管和套筒结构的变化对燃烧室的头部流场、喷雾分布和粒径有很大影响,导致了两种方案燃烧室点火性能差异很大,方案A的燃烧室头部中心回流区、旋转射流扩张角和旋流杯出口喷雾锥角比方案B小,而喷雾粒径大于方案B,方案B的点火性能比方案A有明显改善。 展开更多

关键词 燃烧室 旋流杯 点火性能 粒子图像速度仪(PIV)

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旋流杯一级旋流数变化对点火性能的影响 被引量：12

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作者 刘桂桂 林宇震 +2 位作者 胡好生 王晓峰 张弛 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1117-1121,共5页

所有的旋流杯结构均为一级多斜孔和二级径向直叶片,喷嘴均为单油路离心喷嘴.为了研究旋流杯空气雾化喷嘴一级旋流数对小型燃烧室点火性能的影响,采用单头部矩形回流燃烧室,在进口为常温常压、燃烧室压降为0.5%～5%的条件下,对3个一级旋... 所有的旋流杯结构均为一级多斜孔和二级径向直叶片,喷嘴均为单油路离心喷嘴.为了研究旋流杯空气雾化喷嘴一级旋流数对小型燃烧室点火性能的影响,采用单头部矩形回流燃烧室,在进口为常温常压、燃烧室压降为0.5%～5%的条件下,对3个一级旋流数不同的旋流杯进行了点火实验.实验结果表明：一级旋流数对点火性能影响明显,相同压降下,一定变化范围内,一级旋流数的增加影响了下游流场的分布,有利于火核沿回流区向上游传播,并在旋流杯出口形成稳焰,因此一级强旋旋流杯点火性能更好. 展开更多

关键词 航空发动机 小型燃烧室 双级旋流杯 一级旋流数 点火性能 实验研究

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旋流杯文氏管长度对积碳的影响研究 被引量：10

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作者 张弛 田兴鹏 +1 位作者 林宇震 王晓峰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期1833-1838,共6页

研究了三个不同长度旋流杯文氏管的积碳特性。方案A,B,C文氏管喉道位置至喷嘴出口距离依次为6mm,8mm,10mm。通过热态燃烧试验定量比较了三个方案文氏管的积碳量,并利用数值模拟分析了文氏管长度对旋流杯内部及下游的热态流场,温度场以... 研究了三个不同长度旋流杯文氏管的积碳特性。方案A,B,C文氏管喉道位置至喷嘴出口距离依次为6mm,8mm,10mm。通过热态燃烧试验定量比较了三个方案文氏管的积碳量,并利用数值模拟分析了文氏管长度对旋流杯内部及下游的热态流场,温度场以及积碳特性的影响。试验结果显示随着文氏管长度的增加,其内壁上的积碳量随之减小,方案C相较于方案A减小幅度达到99%。数值模拟结果则发现:文氏管长度对旋流杯下游流场及温度场影响较小,但是增加文氏管长度会使中心回流区上止点由上游喷嘴处向下游文氏管出口移动,文氏管喉道附近的负速度区域和高温区域减小,方案C相较于方案A负速度及温度峰值减小幅度分别达到99%和35%。因此,适当增加文氏管长度有利于减少燃油在文氏管上的积碳,对旋流杯的结构设计具有指导作用。 展开更多

关键词 航空发动机 燃烧室 旋流杯 文氏管 积碳

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一级旋流强度对双旋流杯下游油气分布的影响 被引量：5

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作者 于博文 张弛 +2 位作者 杨谦 许全宏 林宇震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1482-1487,共6页

为了改善双旋流杯点火性能,需要优化其下游的流场和油雾场。利用激光粒子动态分析技术(PDA)测量基准双旋流杯下游的流场和油雾场,据此提出一级旋流器旋流数仅增大6.7%,但切向动量矩减小44%的改进方案,并进行了流场和油雾场对比试验。试... 为了改善双旋流杯点火性能,需要优化其下游的流场和油雾场。利用激光粒子动态分析技术(PDA)测量基准双旋流杯下游的流场和油雾场,据此提出一级旋流器旋流数仅增大6.7%,但切向动量矩减小44%的改进方案,并进行了流场和油雾场对比试验。试验结果表明:减小双旋流杯一级旋流切向动量矩会使旋流杯下游流场结构发生较大变化,使其从收扩型转变为扩张型,同时减小油雾的索太尔平均直径(SMD);当与旋流杯出口距离超过2.5倍文氏管喉道直径时,流场输运和油滴蒸发作用增强,使得油雾分布更加均匀,燃油SMD更小。在航空发动机燃烧室双旋流杯设计中,不仅要考虑传统的旋流数概念,还应考虑各级切向动量矩的综合影响作用。 展开更多

关键词 航空发动机 燃烧室 旋流杯 旋流数 切向动量矩

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主燃孔对旋流杯下游流场的影响 被引量：13

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作者 郎洪俭 郭志辉 黄勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期110-113,共4页

采用PDA(Phase Dopp ler Analyzer)测量系统对带双轴向旋流杯、主燃孔和冷却气流的模型燃烧室的主燃区流场(以下简称真实结构)进行了实验研究,测量了燃烧室内流场的特性,并与不带主燃孔和冷却气流的头部旋流杯(以下简称纯头部结构)的气... 采用PDA(Phase Dopp ler Analyzer)测量系统对带双轴向旋流杯、主燃孔和冷却气流的模型燃烧室的主燃区流场(以下简称真实结构)进行了实验研究,测量了燃烧室内流场的特性,并与不带主燃孔和冷却气流的头部旋流杯(以下简称纯头部结构)的气流场进行了对比。发现真实结构燃烧室内的回流区不再是轴对称,主燃孔和二次气流的存在使回流区明显被压扁(最扁处的长轴约为短轴的1.6倍);真实结构的回流区长度明显缩短,其长度L与旋流杯出口直径D的比值(L/D)约为1.3,而纯头部结构的L/D约为2.5。 展开更多

关键词 燃烧室 旋流杯 主燃孔^+ 喷雾 流动分布 激光测量

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文氏管喉部直径对燃烧室流场结构影响的数值模拟 被引量：5

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作者 郑耀 张阳 邹建锋 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期97-102,共6页

为了研究文氏管几何结构对燃烧室流场特性的影响,对双级轴向旋流杯燃烧室流场进行了数值模拟.结果表明,文氏管喉部直径的变化使火焰筒回流区变化为3种典型形状,即"鼓状"、"鸭梨状"和"橄榄球状".其中"... 为了研究文氏管几何结构对燃烧室流场特性的影响,对双级轴向旋流杯燃烧室流场进行了数值模拟.结果表明,文氏管喉部直径的变化使火焰筒回流区变化为3种典型形状,即"鼓状"、"鸭梨状"和"橄榄球状".其中"鸭梨状"回流区内排列有3个不同大小的涡,分别相当于主涡和次涡,通过改变火焰筒直径可以对主涡和次涡进行控制,可以产生符合设计要求的3涡结构;文氏管喉部直径变化会引起火焰筒内角涡的轴向移动,这种移动受回流区涡旋的影响,与火焰筒直径无关;随文氏管喉部直径的增大,回流区平均长度呈先增大后减小的趋势,而回流区宽度却逐渐减小. 展开更多

关键词 旋流杯 文氏管 回流区 涡旋

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斜切径向旋流器环形燃烧室数值模拟 被引量：5

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作者 徐榕 程明 +1 位作者 赵坚行 刘勇 《航空发动机》 2010年第2期46-50,共5页

采用三维贴体坐标系统,对包括突扩扩压器、帽罩、旋流杯、火焰筒以及内、外环通道的环形燃烧室全流程2相燃烧流场进行数值研究。采用k-ε湍流模型、2阶矩-EBU湍流燃烧模型、6通量辐射模型和颗粒轨道模型等模拟2相湍流燃烧流动,分析了进... 采用三维贴体坐标系统,对包括突扩扩压器、帽罩、旋流杯、火焰筒以及内、外环通道的环形燃烧室全流程2相燃烧流场进行数值研究。采用k-ε湍流模型、2阶矩-EBU湍流燃烧模型、6通量辐射模型和颗粒轨道模型等模拟2相湍流燃烧流动,分析了进口工况对全流程燃烧流场的影响。计算结果表明:随着进口工况的改变,燃烧室出口温度场也发生相应变化;计算结果与试验数据比较表明:所用的数学模型合理、计算方法可行,其结果可为某型燃烧室优化设计提供可靠依据。 展开更多

关键词 斜切径向旋流器 环形燃烧室 PIV测量 数值模拟

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扇形段与全环燃烧室熄火性能换算研究

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作者 杨志民 赵明龙 +2 位作者 林宇震 葛新 刘金林 《航空发动机》 2016年第3期74-77,共4页

为研究不同类型燃烧室试验件熄火性能之间的关系,开展了扇形段和全环燃烧室的熄火性能试验。通过试验对比了二者熄火规律的相似性和差异性,并分析了造成差异的主要因素。以Lefebvre熄火模型为基础,结合雾化数据,拟合得到扇形段与全环燃... 为研究不同类型燃烧室试验件熄火性能之间的关系,开展了扇形段和全环燃烧室的熄火性能试验。通过试验对比了二者熄火规律的相似性和差异性,并分析了造成差异的主要因素。以Lefebvre熄火模型为基础,结合雾化数据,拟合得到扇形段与全环燃烧室的贫油熄火经验关系式,并推算出二者熄火性能的定量换算公式。结果表明:扇形段与全环燃烧室的熄火边界变化规律类似,但在相同的工作状态条件下,全环燃烧室的贫油熄火油气比小于扇形段的相应值。 展开更多

关键词 贫油熄火性能 全环燃烧室 扇形段燃烧室 旋流杯 索太尔平均直径 航空发动机

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一级旋流偏置对双旋流杯下游流场的影响 被引量：4

10

作者 刘成川 许全宏 于博文 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1244-1249,共6页

双旋流杯具有良好的综合燃烧性能,在航空发动机燃烧室中已获得广泛应用。但其在装配过程中不可避免地会出现细微的安装误差,为了研究这些细微误差是否会对燃烧性能产生影响,需要更细致地研究双旋流杯局部结构和气动特征对下游流场的影... 双旋流杯具有良好的综合燃烧性能,在航空发动机燃烧室中已获得广泛应用。但其在装配过程中不可避免地会出现细微的安装误差,为了研究这些细微误差是否会对燃烧性能产生影响,需要更细致地研究双旋流杯局部结构和气动特征对下游流场的影响作用。因此,本文在常温常压条件下采用粒子图像测速(PIV)技术测试了双旋流杯下游冷态流场,探究一级旋流偏置对反向双旋流杯下游流场的影响规律。结果表明,随着一级旋流偏置距离的增加,在无量纲偏置量下游流场无变化,而当继续增加一级旋流的偏置距离时,下游流场会出现明显的偏移,这对旋流器的安装调试提供了参考。 展开更多

关键词 航空发动机 燃烧室 旋流杯 粒子图像测速(PIV)技术 旋流偏置

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预燃级旋流数对TeLESSⅡ燃烧室贫油熄火性能影响 被引量：7

11

作者 肖荣洪 林宇震 张弛 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1265-1272,共8页

北京航空航天大学发展的Te LESSⅡ低排放燃烧室采用中心分级的布局方式,其中心为经典的旋流杯结构预燃级,为燃烧室提供稳定的点火源,预燃级外圈采用预混设计的单级轴向旋流器的主燃级以降低排放。研究了预燃级一级旋流器和二级旋流器的... 北京航空航天大学发展的Te LESSⅡ低排放燃烧室采用中心分级的布局方式,其中心为经典的旋流杯结构预燃级,为燃烧室提供稳定的点火源,预燃级外圈采用预混设计的单级轴向旋流器的主燃级以降低排放。研究了预燃级一级旋流器和二级旋流器的旋流数组合对燃烧室熄火性能的影响,研究表明预燃级的设计在中心分级低排放燃烧室火焰稳定中扮演重要角色。在常温常压条件下的单头部燃烧室上测量贫油熄火油气比,并通过数值计算对比分析不同方案在熄火时的气动热力特征。研究表明:回流区总温越高燃烧室贫油熄火油气比越低,二级旋流数减少有利于火焰和流场的耦合,从而提高回流区火焰稳定,拓宽贫油熄火边界。一级旋流数增加贫油熄火油气比不是随之降低。 展开更多

关键词 中心分级燃烧室 预燃级 旋流数 旋流杯 贫油熄火

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离心喷嘴偏心和凸凹对双旋流器空气雾化特性的影响 被引量：1

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作者 张善军 金戈 +2 位作者 贾春燕 马宏宇 齐兵 《航空发动机》 2015年第4期65-68,共4页

为深入了解离心喷嘴偏心和凸凹2种错位形式对反向双旋流空气雾化喷嘴雾化特性的影响,采用高清照相机和相位多普勒粒子分析仪(PDPA),对不同错位程度的双旋流空气雾化喷嘴的雾场形态、索太尔平均直径、罗辛-拉姆勒(Rosin-Ramumber)分布进... 为深入了解离心喷嘴偏心和凸凹2种错位形式对反向双旋流空气雾化喷嘴雾化特性的影响,采用高清照相机和相位多普勒粒子分析仪(PDPA),对不同错位程度的双旋流空气雾化喷嘴的雾场形态、索太尔平均直径、罗辛-拉姆勒(Rosin-Ramumber)分布进行试验研究。试验结果表明,喷嘴偏心将导致雾场偏移并且不对称,破坏回流区,同时液雾索太尔平均直径变大,分布指数变小,喷嘴内凹对雾场形态和液雾索太尔平均直径影响很小,但使分布指数减小;喷嘴外凸对雾场形态影响很小,但使液雾索太尔平均直径和分布指数显著增大。 展开更多

关键词 双旋流 空气雾化喷嘴 离心喷嘴 偏心 凸凹 索太尔平均直径 燃烧室 雾场形态

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天然气旋流辐射杯式燃烧装置的应用研究

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作者 罗贤成 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 1999年第6期91-94,99,共5页

天然气旋流辐射杯式燃烧装置是一种性能优良的新型燃气燃烧装置。它具有火焰不直接冲刷加热工件、升温速度快、加热温度均匀、节约燃料、结构新颖等特点。在加热炉。

关键词 旋流杯焰 燃烧装置 天然气 工业炉窑 加热炉

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文氏管出口张角对旋流杯性能的影响研究 被引量：6

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作者 吴施志 王志凯 +2 位作者 石小祥 江立军 曹俊 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1756-1764,共9页

为了研究文氏管出口张角对旋流杯综合性能的影响,对不同文氏管出口张角的双级旋流杯开展了流量特性、下游流场和雾化性能试验,并借助仿真对试验结果进行了分析。结果表明:文氏管出口张角对旋流杯流量以及流量系数无显著影响。回流区外... 为了研究文氏管出口张角对旋流杯综合性能的影响,对不同文氏管出口张角的双级旋流杯开展了流量特性、下游流场和雾化性能试验,并借助仿真对试验结果进行了分析。结果表明:文氏管出口张角对旋流杯流量以及流量系数无显著影响。回流区外侧扩张锥面轴向速度随出口张角的增大先增后减。出口张角的存在可增大文氏管出口湍动能,强化两级旋流气体之间相互剪切作用进而改善雾化性能,存在一个最佳的角度(本文研究参数范围内,该值为56°)使得液雾平均粒径最小且液滴尺寸分布最均匀。拟合了关于文氏管结构的可用于预估双级旋流杯SMD值的模型公式,预估值与试验值吻合较好,相对误差小于20%。 展开更多

关键词 旋流杯 文氏管 综合性能 预膜式雾化 预估公式

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不同旋流情况对旋转流线涡燃烧室性能的影响

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作者 杨立山 刘国库 +1 位作者 张智博 郑洪涛 《航空发动机》 2014年第2期76-80,共5页

为探究不同旋流器位置和数目对航空发动机燃烧室性能的影响规律,运用FLUENT软件,采用计算流体力学法对某旋转流线涡燃烧室冷态流场和燃烧性能进行了研究。结果表明:相比于其他位置,旋流器距离燃烧室头部为88 mm时流线涡更稳定、更不易脱... 为探究不同旋流器位置和数目对航空发动机燃烧室性能的影响规律,运用FLUENT软件,采用计算流体力学法对某旋转流线涡燃烧室冷态流场和燃烧性能进行了研究。结果表明:相比于其他位置,旋流器距离燃烧室头部为88 mm时流线涡更稳定、更不易脱落,且燃烧效率最高,火焰长度也最短,燃烧效果最理想;旋流器数量的改变对压力损失和火焰长度的影响并不明显,但3个旋流器产生的涡范围更大,且会使空气与燃料掺混得更好,壁面温度场更加理想,燃烧性能更好。 展开更多

关键词 旋转流线涡 燃烧室 冷态流场 燃烧性能 旋流器 燃气轮机 航空发动机

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