舰船燃气轮机排气红外抑制器性能的影响因素试验分析.pdf

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1、第31卷第3期能源技术V01．31No．32010年6月ENERGYTECHNOIOGYJun．2010舰船燃气轮机排气红外抑制器性能的影响因素试验分析徐仲方，陆振华，林文光，赵忠伟，谈立成(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：对一种新型舰用燃气轮机排气红外抑制器进行了试验，在不同的风室负压、喷管出入口面积比以及喷管出口面与混合管入口面距离的条件下对红外抑制器的引射比和阻力损失进行测定。试验结果表明：系统流动损失△P随风室负压绝对值减小而增大；面积比r小的喷管引射效果较好；喷管出口面与混合管入口面之间存在一个可以使流动损失达到最小的距离；直

2、喷管扭转15。后引射能力加强，但流动阻力损失也增加。这些结果可以为红外抑制装置的结构优化提供依据。关键词：舰船；燃气轮机；红外抑制；引射；风室压力中图分类号：TK471文献标志码：A文章编号：1005—7439(2010)O3一O139一O4ExperimentalResearchofFactorsInfluencingthePerformanceofInfraredSuppressorofMarineGasTurbineExhaustSystemXUZhong-fang，LUZhetrhua，LinWemguang，ZHAOZhong-wei，TANLi-c

3、heng(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240。China)Abstract：ExperimentshavebeenconductedtOstudyanewtypeofinfraredsuppressorofmarinegasturbineexhaustsystermSomeimportantparameters，whichincludeejectionratioandpressurelosshasbeenmeasured，indiffer

4、entwindchamberpressures，differentnozzlearearatios，aswellasdifferentdistancesbetweennozzleandmi~ngtubBTheresultshowsthat。thepressurelossofsuppressorincreasesastheabsolutevalueofwindchamberpressuredecreases，smallernozzlearearatiohasbetterejectionperformance。thereisanoptimumdistancebet

5、weenthenozzleandmixingtube，andthetwisting15。nozzlegetsbetteraejectionratiobutbiggerpressureloss．Itprovidesbasistooptimizethedesignofinfraredsuppressor．Keywords：ship；gasturbine；infraredsuppression；eject；windchamberpressure舰船排气红外抑制器的作用是控制舰船排气系的扩压环组成。Presz等人证明这种出口形状的喷统的红外辐射，减小舰船被红外制导武器

6、发现的几管与相应的常规喷管相比，不仅尺寸短、质量轻，而率，但是红外抑制器的安装引起的阻力损失也会导且前者的引射流量几乎是后者的两倍以上『2]。如图致燃气轮机输出功率的减少。本文以一种新型舰用1所示，在实际工作时，冷却空气从混合管人口处和燃气轮机排气红外抑制器为对象，通过冷态试验口]各级扩压环的缝隙处被管内高温燃气引射，使排气分析风室负压、喷管出人口面积比以及喷管出口面管壁面与燃气隔离，以降低高温燃气与壁面的对流与混合管人口面距离等因素对红外抑制器的引射比换热，从而降低壁面的温度，减少红外辐射。和阻力损失的影响，为进一步优化红外抑制装置的引射比、阻力损失是评价红

7、外抑制器性能的两结构提供依据。个重要指标。其中引射系数()定义为被引射气体的质量流量(G2)和主流气体的质量流量(Ca)之比，1红外抑制器的结构和性能参数值越大，表明引射能力越强[3]，红外抑制效果越红外抑制器由梅花形出口喷管与混合管、层叠好。舰船排气系统加装红外抑制装置会增加排气阻·139·徐仲方等：舰船燃气轮机排气红外抑制器性能的影响因素试验分析＼、．=：=二：：=．^二乏；_，一一^f图2喷管结构图C图1红外抑制装置结构图＼’力影响主机的出力，导致燃气轮机输出功率减少，L以LM2500舰用燃气轮机为例，排气系统阻力每增．I^＼I蠹—’下rrLj{j加98

8、0Pa，燃气轮机功率相应减少107kW