涡轮问燃烧室贫油熄火特性的试验研究

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1、第38卷第5期航空发动机Vo1．38No．52012年10月Aeroengine0ct．2012涡轮问燃烧室贫油熄火特性的试验研究宋双文，胡好生，王梅娟，陈剑(中航工业航空动力机械研究所，湖南株洲412002)摘要：以应用于某涡轴发动机的涡轮级间燃烧室为研究背景，设计并加工多方案3头部涡轮级间燃烧室试验件，试验研究了主流马赫数、主流温度、凹腔深宽比和凹腔后体高度变化对其贫油熄火性能的影响。试验结果表明：贫油熄火余气系数随主流马赫数的增大而减小，随主流温度的升高而增大，但主流温度的变化不如主流马赫数变化对贫油熄火性能的影响大；后体进气量的增加对提高贫油熄火性能有利；凹腔深宽

2、比和凹腔后体高度的变化对贫油熄火性能有一定影响；深宽比为0．8、后体高度为3Omm且在后体开槽的试验件的贫油熄火性能最好。关键词：涡轮间燃烧室；驻涡燃烧室；凹腔；贫油熄火；试验研究；涡轴发动机宋双文(1966)，男，博士，自然科学研究员，主要从事航空发动机燃烧室设计与ExperimentalStudyonLeanBlow—OutCharacteristicof试验工作。Inter—stageTurbineBurner收稿日期：2012—04—05SONGShuang—wen，HUHao—sheng，WANGMei-juan，CHENJian(AVICAviationPow

3、erplantResearchInstitute，ZhuzhouHunan412002，China)Abstract：MuhimodethreedomeInter-stageTurbineBurner(ITB)testpiecesweredesignedandmanufacturedbasedonaturboshafiengine．TheeffectoftheMachnumberofmainair,thetemperatureofmainair,theratioofthedepthandwidthofcavityandtheheightofafterbodyofcavit

4、yonLeanBlow—Out(LBO1characteristicswasstudiedbytheexperiment．TheresultsshowthatLBOexcessaircoefficientdecreaseswiththeMaehnumberofmainairincreaseandincreaseswiththemainairtemperatureincrease，butthechangingoftemperaturehaslessimpactonLBOcharacteristicscomparedwiththeMachnumber．Increasingth

5、eairflowfromtheafterbodyofcavityhelpstoimproveLBOperformance．TheratioofthedepthandwidthandtheheightofafterbodyhasdefiniteeffectonLBOperformance．LBOcharacteristicsisthebestwhentheratioofthedepthandwidthis0．8，theheightofafterbodyis30mmandtheafterbodyofcavityisslotting．Keywords：Inter-stageTu

6、rbineBurner；,trappedvortexcombustor；cavity；LeanBlow—Out；experimentalstudy；turboshaftengine研究结果表明：驻涡燃烧室的点火、熄火、高空再点火0引言能力比常规燃烧室的提高了5O％嘲；该实验室在2000在航空发动机中采用涡轮间燃烧室(Turbine年提出将驻涡燃烧技术用于级间燃烧室的超紧凑燃InterstageBurner，TIB)的想法于1997年提出后，即受烧室(UltraCompactCombustor，UCC)，并开展了系统到了美国军方和研究机构等的广泛关注，并开展了大研究。结果表

7、明：UCC的火焰长度只有常规燃烧室的量研究工作。研究结果表明：带TIB的发动机较传50％左右，贫油熄火边界较常规旋流稳焰方式的扩大统发动机表现出优良的性能，在单位耗油率略有提高近4倍，在宽广范围内燃烧效率均大于99％t61。国内的情况下，发动机的单位推力有显著提高。也开展了部分研究工作。文献[7】对采用蒸发管供油的对TIB而言，燃烧室进口速度高，进口流场复杂，驻涡燃烧室的点火及贫油熄火特性进行了试验研究；采用凹腔驻涡稳定火焰，回流区主要取决于凹腔结文献【8]研究了主流及掺混气温度对单涡贫油驻涡燃构，这与采用旋流器稳定火焰的常规