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题名旋流预混燃烧室火焰描述函数分析及其自激热声计算
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作者
余志健
杨旸
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机构
中国科学院工程热物理研究所先进燃气轮机实验室
中国科学院大学工程科学学院
中国科学院中科南京未来能源系统研究院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期169-181,共13页
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基金
国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0020-0064)。
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文摘
为考察运行参数对火焰描述函数的影响,及验证结合火焰描述函数的燃烧室热声不稳定数值预测方法可行性,测量了一燃气轮机典型旋流部分预混火焰不同运行参数下的火焰描述函数,并结合该实测火焰描述函数及热态阻尼率,采用亥姆霍兹法数值预测了燃烧室自激热声振荡参数。结果表明,该旋流部分预混火焰的火焰描述函数具有低通和带通增益峰,随激励振幅增加,增益不断降低;相位值与频率基本呈线性关系。当量比较低时,火焰描述函数主要呈现火焰拉伸效应引起的低通增益峰;随当量比增加,低通增益逐渐减弱,涡脱落效应引起的带通增益峰逐渐加强。随空气流量增加,火焰描述函数高增益频率带明显拓宽,而高增益对应的施特劳哈尔数St边界变化较小,增益峰均位于St=0.23和0.80附近。结合实测火焰描述函数、热态有火焰下阻尼率及温度分布,亥姆霍兹法数值预测的特征频率相对误差约10%,速度振幅比绝对误差在0.05以下。
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关键词
热声不稳定
火焰描述函数
旋流预混火焰
运行参数
亥姆霍兹法
数值预测
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Keywords
Thermo-acoustic instability
Flame describing function
Swirled premixed flame
Operating conditions
Helmholtz method
Numerical prediction
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分类号
V231.2
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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