火焰筒头部积碳对燃油雾化特性影响的试验研究

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1、第41卷第2期2015年4月航空发动机AemengineVoI．41No．2Apr-2015火焰筒头部积碳对燃油雾化特性影响的试验研究万云霞，柴听，窦义涛(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：针对火焰筒头部文氏管表面分别为无积碳和带有2mm均匀积碳、3mm左右不均匀积碳的试验件，运用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)进行不同油气比状态的下游燃油雾化场的试验研究，得到了不同积碳形式对头部雾化场的影响。试验结果表明：在相同油气比状态下，头部带有不均匀积碳时，其下游流场的索太尔平均直径(D芷)明显大于头部无积碳和带有均匀积碳的形式的；相对于无积碳和存在2mm

2、均匀积碳状态，不规则积碳状态下的雾化装置下游燃油粒子数的密度沿周向分布更加不均匀；当头部带有均匀积碳和不规则积碳时，燃油雾化场的喷雾锥角增大。关键词：火焰筒；积碳；燃油雾化；文氏管表面；相位多普勒粒子分析仪；航空发动机；燃烧室中图分类号：V231．2十3文献标识码：Adoj：10．13477／j．cnk1．aeroen91ne．2015．02．015Exper．mentaIInVestigatiOn0nEffectofCokingforLinerDomeonFueISprayCharacter．sticsWANYun—xia，CHAIXin，DoUYi—tao(AVI

3、CShenyangEngineDesignandResearchIns七itute，Shenyang110015，China)AbS”act：Aimingatexperimentswithnon—coking，2mmunifonncokingand3mmnon—unif0肿cokingformsontheVentu^surfaceofthelinerdome，theexperimentalinvestigationoffuelsprayfieldatdif南rentfuelgasratiowasconductedbyPDPA．‘rheeff色ctofdif玷rentc

4、okingf0瑚softhefuelsprayfieldwereobtained．TheexperimentalresultsshowthattheD3'downstreamofIinerdomewithnon—uniformcokingisgreaterthanthatwithnon—cokingandunifonncokingfonnsonthesamefueIgasratio．Thecirculardistributionoffuelparticlenumberdensityforthespraydownstreamwithnon—unifo瑚cokingism

5、orenon—uniformthanthatofnon—cokingand2mmuniformcokingforms．Theconeangleofspraywasincreasedinthefuelspray6eldincombinationwiththeuniformandnon—unifomlcokingofthe1inerdome．KeywOrds：liner；coking；fueIspray；Venturisurface；PDPA；aeroengine；combustionchamber0引言在航空燃气轮机研制的过程中，积碳是燃烧室部件中的较为突出的问题之一。

6、在燃烧室工作过程中，燃油喷嘴、头部旋流器等部件常常会产生各种积碳㈣。随着军用航空发动机推重比的增大，对燃烧室温升的要求越来越高删；同时要求燃烧室具有更高可靠性和更长使用寿命，因而解决火焰筒头部装置的积碳问题显得更紧迫。燃烧室在使用一段时间后，火焰筒头部文氏管表面均会出现不同程度的积碳，导致燃油浓度场及燃烧室头部气动流场匹配不佳啪，进气不对称，以及油气参与燃烧时火焰偏斜，使火焰简局部受到持久过烧⋯5】。本文通过对文氏管表面带有积碳的火焰筒头部旋流装置进行雾化性能试验，得出文氏管部位不同形态积碳对旋流装置下游雾化场的影响规律，为燃烧室部件的设计、使用及修理维护提供技术支持

7、。收稿日期：2013一09—04基金项目：国家重大基础研究项目资助作者简介：万云霞(1983)，女，高级工程师，从事航空发动机燃烧室设计工作；E—mail：wanyunxial983@163．com。瓢甩女备式：乃云霞．柴昕，窦义涛．火焰简头部积碳对燃油雾化特性影响的试验研究m航空发动视，2015，4l(2)：7l一75．WANYunxia，CHAlxin，DoUYitao．Experimentalinvestigationoneffeetofcokingforlinerdomeonfuelspraycharacteristics明．Aeroen酉n