发动机部件-燃烧室课件.ppt

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1、飞机发动机原理—发动机部件燃烧室主要内容燃烧基本理论燃烧室基本类型燃烧室基本构件的结构排气污染及减少排气污染的主要措施燃烧室主要零件常用材料和防护涂层燃烧室用来将燃油中的化学能转变为热能，将压气机增压后的高压空气加热到涡轮前允许的温度，以便进入涡轮和排气装置内膨胀做功。在整个燃气涡轮发动机的热力循环中，燃烧室完成加热过程。对燃烧室基本要求油气比指在燃烧过程中实际供给的燃料质量流量和空气质量流量之比。油气比余气系数实际空气量和理论空气量之比。单位质量的燃料完全燃烧所需的空气量，称为理论空气量为保证燃料完全燃烧，所供应的空气量，称为

2、实际空气量空气流量燃油流量余气系数当量比实际燃料量和理论燃料量之比当量比余气系数燃烧过程是在高速气流（）和贫油混合气（）中进行；燃烧室的零件是在高温、高负荷下工作，承受由气体力、惯性力产生的静载荷和振动载荷，还受热应力和热腐蚀的作用。组成与工作原理扩压器火焰筒外壳内壳涡流器喷咀点火器原理：空气分股、反向回流、非均匀混合气特点工作条件恶劣、局部过热、热腐蚀和热疲劳；承受气体压力、轴向力、惯性力和气流脉动交变力；燃烧室后面有高速旋转的涡轮；燃烧室的主要要求点火可靠燃烧稳定燃烧完全燃烧室出口温度场符合要求压力损失小尺寸小、重量轻排气污

3、染少点火可靠在启动发动机和空中再点火时，要求燃烧室能可靠地点火，迅速启动并转入正常工作。点火高度：飞机在空中熄火后重新可靠启动的高度；点火特性线：在一定进气条件下，可靠点火的混气浓度范围所形成的点火包线，用余气系数表示。燃烧稳定要求燃烧室在点燃以后，必须在规定的全部飞行高度、速度范围内都能稳定燃烧，不被吹熄。衡量燃烧稳定性，是指在一定的进口气流参数条件下，稳定燃烧的混气浓度范围。稳定燃烧的混气浓度范围越宽，表示燃烧稳定性越好。恶劣的工作条件气象条件和机动飞行会造成燃烧室进口气流不稳定，不均匀；发射武器或机动飞行时操纵油门杆过猛造

4、成燃烧室瞬时过分富油和贫油；加力燃烧室的振荡燃烧，使燃烧不稳定，甚至导致燃烧室结构损坏。燃烧完全从经济性考虑，希望供入燃烧室的燃料能完全燃烧，使化学能尽可能的完全释放出来，转变为热能，并用于加热工质，提高发动机的作功能力。衡量燃烧完全程度，常用燃烧完全系数和燃烧效率来表示：燃烧完全系数：燃料燃烧时实际放热量和燃料完全燃烧时的理论放热量之比；燃烧效率：燃料燃烧时，实际用于加热的工质的热量和燃料完全燃烧时的理论放热量之比。燃烧室出口温度场符合要求除燃烧室点火过程的短时间以外，火焰不得伸出火焰筒；沿圆周方向，温度尽可能均匀；沿叶高（径

5、向）温度符合等强度要求。压力损失小压力损失主要包括气流流动过程中由于摩擦、掺混、突扩和进气等造成的流阻损失，以及由于燃烧加热引起的热阻损失。使气流总压下降，影响发动机的推力和经济性。尺寸小、重量轻减少重量，可以提高发动机的推重比，增加飞机机动性；缩短长度，不仅可以减轻燃烧室的质量，还可以缩短压气机和涡轮的距离，减轻机匣和转子的质量，并增加轴的刚性；减少燃烧室直径，可缩小发动机径向尺寸减少短舱的迎风面积。排气污染少在燃烧过程中，由于缺氧燃烧不完全，或局部高温富油，以及雾化质量较差形成大的雾滴等原因，产生一氧化碳、烟粒、氮氧化合物和

6、未燃碳氢等污染物。燃烧室基本类型为了满足燃烧室的基本功能，都采用了扩压减速、空气分股、反向回流、非均匀混合气成分等基本措施；由进气装置（扩压气）、壳体、火焰筒、喷嘴和点火器等基本构件组成。根据主要构件结构形式，燃烧室分为：单管（分管）、环管和环形三种基本类型1、单管燃烧室结构特点：燃烧室由若干个单管燃烧室组成，每个单管燃烧室由一个管形的火焰筒及其外围单独的外壳组成，沿发动机圆周均匀地分布，各个单管燃烧室之间用传焰管(联焰管)联通，传播火焰和均衡压力。单管燃烧室传焰管优点：试验和修正比较容易，不需要庞大的试验设备；维护、检查和更换

7、比较方便，不需要分解整台发动机；从发动机总体结构上，与离心式压气机的配合比较协调。缺点：环形截面积利用率低，因而燃烧室内气流平均速度大，这对于稳定燃烧是不利的，总压损失也大；在高空依靠传焰管传递起动火焰，起动性能差；火焰筒表面积和燃烧室之比较大，用于冷却的空气流量大；燃烧室出口温度场不均匀，承受载荷依靠内壳体，钢度差，燃烧室较重2、环管燃烧室结构特点：燃烧室的内、外壳体构成环形气流通道，若干个管式火焰筒，沿圆周均匀安装在环形气流通道里，相邻火焰筒燃烧区之间用传焰管联接。优点：试验和修正仍较方便，可以截取1~3个火焰筒进行调试，所

8、需试验设备不是很大；若结构设计得当，检查和装拆较方便，可单独更换火焰筒；环形截面积利用率高，并能与轴流压气机和涡轮通道平滑衔接，流体损失小。涡喷6发动机燃烧室3、环形燃烧室结构特点：燃烧室的内、外壳体构成环形通道，通道内安装一个由内、外壁构成的环形火焰筒，因而燃