基于燃气分析法的航空发动机燃烧室性能研究

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1、第42卷第1期2016年2月航空发动机AeroengineV01．42No．1Feb．2016基于燃气分析法的航空发动机燃烧室性能研究李亚娟，王明瑞，葛新，韩冰，马征，贾琳妍(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：为深入了解燃烧室性能，用燃气分析法测量了燃烧室在高压状态下的气态污染物排放和排气冒烟，用热电偶法测量了燃烧室出口湿度场。混合式取样器安装于摆盘上，随摆盘沿周向匀速旋转采集样气，通过测试仪器分析样气组分，计算得到了燃烧室的油气比、燃烧效率、污染物排放指数及冒烟数。通过比较采用燃气分析法和流量法得到的油气比、燃烧效率的测试结果，分

2、析了慢车状态误差偏高的原因，结果表明：燃气分析法是1种准确、可靠的燃烧室性能测试方法。改进了混合式取样器结构，提高了排气冒烟测试的精度。关键词：燃气分析；气态污染物；冒烟数；摆动测量；取样器；航空发动机中图分类号：V231-2文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．01．008ResearchonAeroengineCombustorPerformanceBasedonGasAnalysisMethodLIYa-juan，WANGMing—rui，GEXin，HANBing，MAZheng，JIALin—y

3、an(AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shengyang110015，China)Abstract：Inordertounderstandcombustorperformance，agasanalysissystemwasusedtomeasuregaseousemissionandsmoke，thethermocouplewasusedtomeasuretemperaturefieldforunderstandingcombustionperformanceinhighpressurestat

4、e．Themixedsamplerwasinstalledonaswingplatewhichmovedregularityincircle．Thegascomponentwasgotthroughtestinstrument．Thefuelairratio，combustorefficiency，gaseousemissionandsmokenumberwerecalculated．Thefuelairratiowascomparedbygasanalysisandmeasuringflowaswellastheeombustorefficiency

5、bygasanalysisandthermocouple．Themasonofhigherrorwasanalyzedingroundidlecondition．Itindicatesthatthegasanalysismethodisanaccurateandreliablemethodoftestingcombustionperformance．Mixedsamplerwasimprovedtogetexactsmokenumber．Keywords：gasanalysis；gaseouspollutant；smokenumber；swingmea

6、surement；sampler；aeroengine0引言随着高性能航空发动机的研制不断推进，军用航空燃气轮机向着大推重比方向发展，燃烧室出口平均温度已达到2000K，热点温度已达到2300K，对温度场测量提出了很大挑战，燃气分析法成为大状态温度场测量的主要手段。随着对环境保护的日益重视，各国对燃气轮机的污染物排放提出了更加严格的要求，2014年开始实施的发电厂用燃气轮机污染物排放标准规定：以油为燃料的燃气轮机组，氮氧化物(以NO：计)排放不超过120mg／m3；以天然气为燃料的燃气轮机组，氮氧化物排放不超过50mg／m3；其它气体燃料氮氧化物排放不

7、超过120mg]m3；以油、气体为燃料的燃气轮机组的林格曼黑度不超过11”。低污染燃烧室的研制成为燃气轮机发展的方向之一，而作为检测污染物排放的燃气分析方法成为燃气轮机研制过程中最重要的测试手段之一㈨。本文介绍了气态污染物排放和燃烧效率燃气分析测试系统以及排气冒烟测试系统，利用燃气分析法和电偶法对某航空发动机燃烧室进行了试验研究。1燃气分析测试系统燃气分析法是通过取样装置把燃气引入测量仪器进行成分分析，再利用燃气成分数据计算燃烧效收稿日期：2015—06—04基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：李亚娟(1988)，女，工程师，从事燃气分析工作；

8、E—maihliyajuanhit@163．com。昏甩格式：李亚娟．王明瑞．葛新，等．基于燃