先进激光测量技术在航空发动机燃烧室研发中的应用.pdf

《先进激光测量技术在航空发动机燃烧室研发中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第38卷第4期航空发动机Vol-38No．42012年8月Aeroen~BeAug．2012先进激光测量技术在航空发动机燃烧室研发中的应用王培勇，邢菲(厦门大学航空系，福建厦门361005)摘要：在航空发动机燃烧室的研发过程中，传统的测量手段往往有时无法实施或不能满足精确捕捉流场信息的要求，发展新型、高精度测量以及先进诊断技术势在必行。重点介绍了适用于航空发动机燃烧室测量的先进激光测试技术，并与传统测量方法进行了比较。发动机燃烧室内的流场测量包括速度测量、温度和组分质量分数测量。氢氧根离子标记测速(HT＼／)方法适用于有化学反应流场的速度测量；而

2、拉曼散射测量技术可以同时测量多种组分的质量分数和温度。利用这些激光测量技术的特点，可以使其在燃烧室的点火、贫油熄火及排放等性能的研究中发挥重要作用。关键词：激光测量；分子标记法；航空发动机；燃烧室；拉曼散射王培勇(1976)，男，博士，副教授，主要研究方向为层流火焰基本理论／湍流燃烧AdvancedLaserMeasurementTechnologyforAeroengineCombustor数值方法、计算流体力学、节能减排技术和ResearchandDevelopment高精度激光测量技术。WANGPei—yong，XINGFei基金项目：国家

3、自然科学基金(11002125(DepartmentofAeronautics，XiamenUniversity，FujianXiamen361005，China)和51106131)、中央高校基本科研业务费专Abstract：Thetraditionalmethodsofmeasurementcan'tmeettherequirementsof项资金(2010121005)、教育部留学人员启accuratecapturingoftheflowfieldinthedevelopmentprocessoftheaeroenginecombustor

4、．动资金(J20120104)资助Therefore，thedevelopmentofhigh—precisionmeasurementanddiagnostictechniqueswas收稿日期：2012一o4—25imperative．Theadvancedlaserdiagnostictoolssuitablingforaeroenginecombustormeasurementwereintroducedimportantlyandcomparedwiththetraditionalmeasurementmethods．Theflowfi

5、eldmeasurementinthecomhustorincludethetofvelocity，temperature，andspeciesconcentration．HydroxylTaggingVelocimetry(HTV)methodisapplicabletothevelocitymeasurementinthechemicalreactionflowfield．Ramanscatteringtechnologycanmeasureavarietyofspeciesconcentrationsandtemperaturesimult

6、aneously．Thelaserdiagnostictechniquewouldplayanimportantroleinthestudyofignition，extinction，andpollutantemissioncharacteristicsoftheaeroenginecombustor．Keywords：lasermeasurement；MolecularTaggingVelocimetry；aeroengine；combustor；Ramanscattering发动机燃烧室的测量技术提出了更高要求。然而传统O引言的测量手段已无法

7、实施或不能精确捕捉发动机燃烧燃气轮机技术对国防建设与能源安全和实现环室内部的复杂物理现象，使各种发动机燃烧流场的物境可持续发展具有重要意义，拥有独立研发燃气轮机理图像至今仍不清晰。对此，新型激光测试技术拥有的技术能力迫在眉睫[1]。该技术无论是对军用航空领传统接触式测量不可比拟的优点，最大优势是能够实域的动力需求(提高推重比)，还是对地面设备民用领现非接触式无干扰测量和进行发动机燃烧室内复杂域的能源需求(提高热循环效率)，其发展趋势都是增流场(如温度场、速度场、压力场、组分质量分数场等)大发动机压比以提高循环效率，提高涡轮进口温度的测量，符合流动

8、参数的测量要求。由于激光测速技(燃烧室出口温度)以提高单位推力[2-31。由此相应地对术和流场显示技术在试验领域的应用，从逐点测量变航空