新型预燃室的数值与实验研究

《新型预燃室的数值与实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第44卷第3期2012年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01．44No．3Jun．2012新型预燃室的数值与实验研究宫继双范育新程晓军齐海帆王家骅张靖周(南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016)摘要；设计了一种双旋流气动雾化喷嘴、中心点火的结构紧凑的小型预燃室。并利用数值和实验手段研究了预燃室内部流动特征、油雾的索太尔平均直径(Sauterlneandiameter，SMD)及稳定点火范围。敷值结果显示：由于采用双旋流谩诗，在气动雾化喷嚏出口处气流的用向速度很大。在轴向

2、会形成一个稳定的曰流区。实验结果显示t谴镬燃室气油流量比大于3．5时，SMD小于10pm}马赫敷在0．37～o．84范围内，均可在一定余气系数内完成点火。关键词：双旋流气动雾化喷嚏；预燃室；索太尔平均直径；稳定点火范围中图分类号：V231．2文献标识码；A文章编号：1005—2615(2012)03—0307—06NumericalandExperimentalInvestigationofNewStylePrecombustionChamberGongJishuang，FanYuxin，ChengXiaojun，QiHalfan，WangJihua，ZhangJingzhou

3、(CollegeofEnergyandPowerEngineering。NanjingUniversityofAeronautics8LAstronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Anewstyleprecombustionchamberwithdoubleswirlair—blastatomizerisdesignedinordertosatisfythecompactstructureofcombustor．Aignitorisfixedinthecenterofheadofthechamber．Theinternalflowcha

4、racterofthechamberisobtainedusingthenumericalmethod．Numeriealresultsdisplayverylargecircumferentialspeedandaxialreeireulationregionduetoitsdoubleswirl．Theper-formanceofthepreeombustionchamberincludingtheSautermeandiameter(SMD)ofthesprayandtherangeofair-fuelratio(AFR)inwhichthefuel—airmixture

5、(FAM)canbeignitedbysparkisgiventhroughaseriesofexperiment．TheresultsshowthatthevalueofSMDislessthan10pmWhenAFRisgreaterthan3．5．TherangeofMathnumberinwhichFAMcanbeignitedis0．37～0．84．Keywords：doubleswirlair—blastatomizer；preeombustionchamber；Sautermeandiameter；stableigni—tionrange点火可靠是发动机燃烧室性能

6、的主要指标之一。常用的点火方式有两种[1】，即直接点火和间接点火。直接点火常用电火花点火，问接点火常采用预燃室点火。预燃室点火的主要优点在于火炬能量大，但通常预燃室点火系统比较复杂，尺寸比较大、重量大。目前西方国家航空发动机基本采用直接点火方式，前苏联航空发动机多采用间接点火方式[1]。但随着人们对污染问题的关注越来越高，火焰筒头部设计朝贫油方向发展；加之新的替代燃料的使用，蒸发性能下降，这些都使高空点火性能恶化，采用直接点火变得越来越困难。设计出结构紧凑、性能可靠的预燃室是解决上述困难的途径之一。目前加力燃烧室预燃室点火器主要分为中心点火和旁路点火两类。如WP6，WP7采用的

7、就是中心点火的预燃室，这种预燃室容积大，是均匀混气的单相燃烧，火舌温度高，加力点火可靠性好；P25，J79发动机中都采用了旁路点收穰日勰：2011—05—25；修订B瓤：2011—09—08通讯作者：范育新，女，教授，1967年出生，E-mail：fanyuxin@nuaa．edu．cn。308南京航空航天大学学报第44卷火器，前者为单相燃烧，后者为两相燃烧，后者比前者的贫富油点火范围要宽一些。但无论哪种结构，燃烧室尺寸都比较大，长度都超过20em。本文根据燃烧室工作特点和要求，设计了一种新