间冷对燃气轮机燃烧室性能的影响.pdf

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1、第4l卷第5期2015年10月航空发动机AeroengineV01．41No．50ct．2015问冷对燃气轮机燃烧室性能的影响吴森·，张智博z，郑洪涛2，王续陶，(1．海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室，沈阳110015；2．哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨150001；3．辽宁省实验中学，沈阳110841)摘要：间冷循环可使燃气轮机功率提高且耗油率降低，但由于间冷的介入，燃烧室的喷油量和容热负荷会大幅增加，这必然导致燃烧室性能的恶化。采用数值模拟的方法，对比研究了在标准工况和间冷后增容工况下燃烧室冷态流场和燃烧性能的差异，并提出组合涡诱

2、导结构以解决间冷给燃烧室带来的问题。结果表明：间冷后压力损失增加了135％，燃烧后高温区偏心严重，燃烧效率、出口温度分布系数等明显降低；使用组合涡诱导控制结构后燃烧效率可提高1．6％，且出口温度分布改善明显。关键词：燃气轮机；燃烧室；间冷循环；燃烧性能；组合涡诱导结构中图分类号：V231．1文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2015．05．003EffectofIntercooledCycleonPerformanceofGasTurbineCombustorWUSenl，ZHANGZhi—b02．ZHE

3、NGHong—ta02,WANGXu—ta03(1．NavyConsumerRepresentativeOfficeofEngineinShenyang，Shenyang110015，China；2．CollegeofPowerandEnergyEngineering，HarbinEngineeringUmvemiW，Harbin150001，China；3．LiaoningProvinceShiyanHighSchool，Shenyang110841，China)Abstract：IntercooledCycle(IC)couldenhance

4、thepowerofgasturbineanddecreasethefuelconsumption．ProvidedtheinterveningofIC，itincreasesfuel-injectionquantityandvolumetricheatintensity，anditleadstobadperformanceofthecombustor．Coldflowfieldandcombustionperformanceofstandardconditionandcapacity-increaseconditionwerecomparedw

5、ithnumericalsimulationmethods．Andthencombinedvoaexinduceddevicetosolveaforementionedproblemsweregiven．TheresultshowsthatunderICcondition，oncepressurelossincreases135％，hi出-temperatureregioniseccentric，andcombustionefficiencyandoutlettemperaturedistributionfactoraredecreasing．U

6、singcombinedvortexinduceddevice．thecombustionefficiencywasincreased1．6％，andoutlettemperaturedistributionwasimprovedobviously．Keywords：gasturbine；combustor；intercooledcycle；combustionperformance；combinedvoaexinduceddevice0引言燃气轮机是1种将燃料的化学能转变为机械能：的燃烧式动力机械㈣，已被广泛地应用于航空、舰船、：电力、石油等诸

7、多工业领域M，其技术水平也在不断：发展[5-61，但在船舶领域，尤其是对机动性要求很高的大型船舶上，若仅依靠燃气轮机的简单循环，在功率：覆盖上尚不能很好地满足技术需要。间冷循环可使燃：气轮机具有结构相对简单、功率及效率明显提高、技：术可靠性强等优点，因此，被认为是对原型机进行改：造的重要可行方法之一。但是由于改造过程中对压气：机和涡轮进行了重新匹配，压比、空气流量等参数提：高的同时，燃烧室的喷油量也会大幅度增加，必然会引起一系列问题并影响燃烧室性能。一些应用在其他领域的结构可能会对本文的燃烧室优化设计提供一定的参考。波瓣结构可以诱导出多种流场形式

8、，那么其在燃烧室中或许可以强化燃料和空气的掺混，对燃烧室产生积极作用。文献[7—9】围绕花瓣燃烧器以数值模拟为手段研究了稳燃性能和工作原