驻涡燃烧室冲击∕气膜冷却方案试验

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1、第29卷第5期2012年10月沈阳航空航天大学学报JottrnalofShenyangAerospaceUniversityV01．29No．5Oct．20l2文章编号：2095—1248(2012)05—0001—05驻涡燃烧室冲击／气膜冷却方案试验王亮1，樊未军1，张荣春1，孔祥磊2(1．北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家科技重点实验室，北京100191；2．中国航空综合技术研究所，北京100191)摘要：针对驻涡燃烧室的结构，设计了3个试验件，其中2个采用冲击冷却方式，另一个采用气膜

2、冷却方式。分别在不同的冷却气量下对其进行试验，获得了它们各自的冷却效率的变化规律，并将各种冷却方式的冷却效率进行了比较。试验结果显示：冷却效率随着冲击雷诺数的增大而增加，但增大到一定程度时，冷却效率增加不再明显。当开孔面积一定时，开孔越密冷却效果越好；将3个试验件比较后发现，在冷却气量较大时，冲击冷却的冷却效率稍高，但冷却气量较小时，气膜冷却会比冲击冷却表现出更好的冷却效率。关键词：驻涡燃烧室；气膜冷却；凹腔；TVC中图分类号：V235．11文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248

3、．2012．05．001Experimentalinvestigationonimpinging-fIl珈／filmcoolingoftrappedvortexcombustorWANGLian91，FANWei-junl，ZHANGRong—chunl，KONGXiang—lei2(1．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAero—Engines，SchoolofJetPropulsion，BeijingUniversityofAero-nauticsan

4、dAstronautics，Beijing100191；2．ChinaAviationCompositeTechnologyResearchInstitute，Bering100191)Abstract：Accordingtothestructureoftrappedvortexcombustor，threetestsamplesweredesigned．Twoofthesesampleswereimpinging—filmandtheotheronewasfilm—cooling．Fordifferentpi

5、eces，experimentwascarriedoutatdifferentcoolingairandthenthecoolingefficiencywasobtained．Atlast，differentcoolingschemeswerecompared．TheexperimentalresultsshowthatthecoofingefficiencyincreaseswithReynoldsnumber．ButtheincreasingbegintoslowwhenitgetstoacertainRe

6、ynoldsnumber．Andthemoredensetheholes，thehighercoolingefficiencyforschemes．Bycomparison，itisfoundthatthecoofing—efficiencyofimpinging-filmishigherthanthefilm-coolingathighquantityofcoolingair．However，whenthecoolingairiSlOW．theresultiStheopposite．Keywords：trap

7、pedvortexcombustor；film—cooling；cavity；TVC从Hsuetal提出第一代驻涡燃烧室(TVC)It]到如今发展至第四代‘21(结构简图如图1所示)，经过十几年的发展，驻涡燃烧室的研究已取得很大进展．研究表明，驻涡燃烧室具有结构简单紧凑，成本低；燃烧效率高；吹熄、高空再点火边界比目前所使用的技术宽50％；NOx排放低于1996ICAO标准40％～60％等优点¨4l。但也有不足之处，由于驻涡凹腔内燃烧区和壁面的距离收稿日期：2012—09—05作者简介：王亮(1985一)，男，黑

8、龙江鸡西人，硕士在读，主要研究方向：低污染燃烧室设计及性能研究，E—mail：sailing—wl@sip．buaa．edu．cn；樊未军(1965一)，男，山西原华人，教授，主要研究方向：燃气轮机燃烧窒、高效节能燃烧技术、低污染燃烧、液滴单滴蒸发与燃烧等，E—mail：fweij@buaa．edu．cn。2沈阳航空航天大学学报第29卷过近，使得凹腔壁面的温度过高，进而影响凹腔壁寿命b