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1、第四章 燃烧室第一节 概述燃烧室：是燃气涡轮发动机的重要部件，其功用是把高压空气与燃油混合燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气。对燃烧室的基本要求点火可靠，余气系数控制在一定范围燃烧稳定燃烧完全，用燃烧效率表示总压损失小，用总压恢复系数表示尺寸小出口温度分布满足要求排气污染小一、点火可靠点火可靠：在一定的外界条件下能保证可靠点火,即能在地面和空中可靠的点火。影响点火可靠性的主要因素：燃油与空气的比例（油气比、余气系数、当量比）1、油气比燃烧室燃油流量/燃烧室空气流量2、余气系数进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量完全燃烧所需要的理论空气量之比。进入燃烧室的空气流量进
2、入燃烧室的燃油流量理论空气量理论空气量是一公斤燃油完全燃烧所需要的最少空气量。对于航空煤油,理论空气量为:14.7公斤空气／公斤燃油余气系数的物理意义表示贫油和富油的程度α＜１时为富油;α＞１时为贫油;航空发动机的余气系数一般为3.5－4.53.当量比定义：完全燃烧一公斤空气所需的燃油质量余气系数与当量比互为倒数：二、燃烧要稳定要求燃烧室在点燃以后,必须在规定的全部飞行高度和速度范围内都能保证稳定燃烧而不被吹熄稳定燃烧的条件:气流速度＝火焰传播速度.燃烧稳定特性：在一定的进气条件下,用能稳定燃烧的贫油、富油极限之间的余气系数范围来表示,此范围越宽,表示燃烧稳定性越好三、燃烧完全用
3、燃烧效率和燃烧完全系数来表示。燃烧效率：一公斤燃油燃烧后实际放出的热量与燃油的热值之比。（0.95~0.98）四、出口温度分布要满足要求除点火过程外,火焰不得伸出燃烧室出口温度场均匀，在出口环腔内最高温度与平均温度之差不得超过100－120℃在径向上：靠近涡轮叶片叶尖和叶根处的温度应低一些,而在距叶尖大约三分之一处温度最高五、总压损失小燃烧室的总压恢复系数:燃烧室出口总压/燃烧室进口总压（0.94）扩压产生的流阻损失空气从小孔,缝隙流入燃烧室时的摩擦损失冷热气流掺混造成的损失加热(燃烧)造成的热阻损失六、燃烧室的尺寸要小长度减小,重量减轻,压气机和涡轮间距离减小,机匣和转子的重量
4、减小。直径减小，迎风面积减小容热强度在单位压力和单位燃烧室容积中,一个小时之内,进入燃烧室的燃油燃烧实际所释放出的热量（1200~2000kj/m3hPa）容热强度大，表示燃烧室的尺寸小；容热强度小，表示燃烧室的尺寸大。七、燃烧产物对大气的污染要小燃烧室排放的污染物,除了因燃油中含硫而生成的SO2外,通常还有CO、HC、NO2、NO、烟等污染物的含量随发动机的工作状态而变化,其规律如下图所示八、寿命长在航空发动机中,燃烧室在高温情况下工作,条件十分恶劣,往往需要经常检修或更换零件,合理地组织燃烧和冷却,或采用高性能耐热材料等,以提高燃烧室的寿命燃烧室的工作特点燃烧室工作的基本情形
5、燃烧室内气体参数变化情形（P82图4-3）扩压器旋流器喷嘴火焰筒外套燃烧室的工作特点燃烧气流的速度高出口温度受涡轮叶片材料强度限制第二节燃烧室的分类和组件一、燃烧室的分类分类：管形（筒形）燃烧室环管形燃烧室环形燃烧室组成：燃烧室头部，外套，火焰筒，喷嘴优点：维护、检查和更换比较方便缺点：环行截面积利用率低，总压损失大，起动性能差，重量大。管形燃烧室优点：迎风面积小；出口燃气温度、压力比较均匀；安排合理，检修容易。缺点：重量大，高空起动性能差。应用：用于轴流式压气机的发动机上环管形燃烧室环形燃烧室优点：迎风面积小，重量轻，起动性能好，出口燃气压力、温度分布均匀。缺点：不便更换和检查
6、，试验时需要大量的空气。应用：广泛用于新型发动机。由四个同心圆筒组成最内、最外的两个圆筒为燃烧室的内、外壳体中间两个圆筒为火焰筒在火焰筒的头部装有一圈旋流器和喷油嘴机匣（外套）扩压器火焰筒喷油嘴:雾化点火装置旋流器:回流区连焰管:传焰,均压二、燃烧室组件机匣形成二股气流的通道；承力。扩压器减速，便于燃烧稳定；将空气分流成一股气流和二股气流。火焰筒：包括火焰筒筒体和旋流器旋流器的作用：形成回流区，保证稳定燃烧火焰筒筒体的作用和工作环境点火器直接点火器间接点火器喷嘴：将燃油雾化，加速燃油与空气的掺混（1）离心喷嘴单油路喷嘴、双油路喷嘴优点：工作可靠，结构坚固，易于调试缺点：供油压力高
7、，存在富油区，有污染（2）气动喷嘴优点：混合均匀，避免富油区，供油压力小，工作范围宽。缺点：起动时雾化不良（3）蒸发管式喷嘴第三节燃烧室的稳定燃烧(*)燃烧室燃烧时出现的问题：余气系数气流流速和火焰传播速度稳定燃烧的条件燃烧时的气流速度等于火焰的传播速度为了稳定燃烧，所以必须想法：降低空气的流速提高火焰的传播速度以保证能达到稳定燃烧的条件。一、降低燃烧室内局部区域气流速度扩压器：将气流速度从100m/s降到40m/s旋流器：旋流器是由若干旋流片按一定角度沿周向排列成的。当空气流过
