典型工况下低排放燃烧室的压力振荡特性

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1、第42卷第2期航空发动机V01．42N。．22016年4月AeroengineApr．2016典型工况下低排放燃烧室的压力振荡特性李文朝，林宇震，秦皓(北京航空航天大学能源与动力T程学院，北京100191)摘要：为了研究低排放燃烧室在典型工况下的压力振荡特性，针对模型燃烧室进行了燃烧自激振荡特性试验。在试验中测量了采用贫油预混预蒸发(LPP)燃烧技术的低排放燃烧室在典型工况下的压力振荡频率和幅值，在燃烧室进口压力为1．10～2．77MPa、燃烧室进口温度为656-845K、燃烧室压降为3．41％-4．35％’m围内，分析了

2、燃油粒径变化对振荡特性的影响。分析结果表明：局部当量比脉动是引发燃烧不稳定的因素之一一通过计算燃油二次雾化状态下的液滴最大粒径，发现燃油液滴粒径的变化对主燃级出口处的局部当量比脉动有直接影响，从而引起燃烧室压力振荡幅值和频率的变化，关键词：压力振荡；燃油粒径；局部当量比脉动；低排放燃烧室；贫油预混预蒸发；中心分级；航空发动机中图分类号：V235．14文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．02．012PressureOscillationCharacteristicsofLow

3、EmissionsCombustorinTypicalConditionsLIWen—zhao，LINYu—zhen，QinHao(SchoolofEnergyandPowerEngineering．BeihangUniversity,，Beijing1()(1191，China)Abstract：Inordertostud),thepressureoseillationcharaetez’isticsundertypi{‘alconditions．allexperimentalstudyofself—oscillatio

4、notalowemissionscombustorwasconducted．InfluenceofthedropletsizeonpressureOS(‘illatinneharaeteristiesinalowemissionscombustoradoptsLPPtechnoh)gywastested．TheamplitudesoftheprensureoscillationweremeasHreduudertheoperatingma晒nswithinP=I．10-2．77MPa，T=656-845K，andpress

5、uredropof3．41％-4．35％whiehwerethetypicalcondition．Theresultsshowthatpartiallyequivalenceratiofluctuationisoneofthereasoncausedthepressureoscillation．Thenlaximumdropletsizeofthefuelhasbeencalculatedbysecondaryatomization．Thechangesnffueldropletsizehavedire(1teffects

6、onpartiallyequivalenceratiofluctuationsofprimaryoutlet，whichleadtothechangesofpressureoscillationamplitudeandfrequeney．Keywords：pressureoscillations；dropletsize；partiallyequivalem‘eratiofluctuations；lowemissionscombustol’；LPP；intenmlly—staged；aerneugine0引言近年来，国际适航

7、排放标准对民用航空发动机环保性的要求愈加严格。针对低排放燃烧，在航空燃气轮机燃烧室中引人了贫油预混预蒸发(LPP)燃烧技术

8、II。北京航空航天大学自主研发的LESS(LowEmissionswithStirredSwirls)低污染燃烧室采用了中心分级的LPP技术，能够显著降低污染物排放特别是NOx的排放。由于LPP技术火焰筒内火焰稳定性差，容易引发不稳定燃烧，大幅度的压力振荡就是最直接的影响之一。压力振荡会使机械载荷产生系统部件疲劳，从而导致部件过早磨损，严重时可能直接导致高温组件失效12I。航空发动机的典型工况是针对起

9、飞着陆循环(LandingandTakeOff，LTO)而言的，包括了起飞、爬升、进场和巡航4个典型状态。在航空发动机整个LTO循环中，需要避免大幅度的压力振荡，减小不稳定燃烧的发生概率，保证发动机的安全陛。对于贫油预混预蒸发燃烧室，燃料的雾化和蒸发、当量比脉动以及火焰筒内的释热率脉动等因素都有可能引发