双轴向旋流器设计参数对燃烧特性的影响研究-论文.pdf

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1、第41卷第4期航空发动机Vo1．41No．42015年8月AeroengineAug．2015双轴向旋流器设计参数对燃烧特性的影响研究李春野，赵传亮，柴昕，李鑫(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：为了保证高温升、高热负荷的燃烧室头部的空气流量，使头部区域具有足够强的回流区和良好的气动雾化性能，进行了双轴向旋流器设计参数对燃烧特性的影响研究。设计了5种方案10种双轴向旋流器，通过数值模拟的方法得到了双轴向旋流器不同设计参数对其匹配结构燃烧室的流动、压力损失、燃烧和效率特性的影响规律：保证总面积不变，随着主、副旋流器叶片角和旋流数的增大，主燃区中心线处

2、的平均温度逐渐降低，总压恢复系数和燃烧效率基本不变；回流区随主旋流器2种参数的增大基本不变，但随副旋流器2种参数的增大而相应变大；随着面积比的增大，回流区相应变小，主燃区中心线处的平均温度逐渐升高，总压恢复系数和燃烧效率基本不变。关键词：双轴向旋流器；设计参数；回流区；气动雾化；数值模拟；燃烧室；航空发动机中图分类号：V211．22文献标识码：Adoi：10．13477~．cnki．aeroengine．2015．04．007lnfluenceofDesignParametersofDual—axisSwirlersonCombustorPerformancesLIC

3、hun—ye，ZHAOChuan—liang，CHAIXin，LIXin(AVICShenyangEngineDesignandkesearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Inordertoguaranteecombustordomeforenoughairflow，strongrecirculationzoneandgoodpneumaticatomizationperformance，theinfluenceofdesignparametersofdual-axisswirlemoncombustorperfor

4、manceswasinvestigated．Thispaperintroducedfiveplansandtenkindsofthedual—axisswirlers．Theperformanceofairflowing，pressurelosing，burningcharacteristicsandeficiencyofcombustorwereobtainedbynumefic~simulation．Theresultsshowthatwhiletotalarearemains，theaveragetemperatureofmaincombustionzonede

5、creasedwiththerisingofbladeangleandswirlnumberofmainorsecondaryswider．Thetotalpressurelosscoefficientandeficiencykeptstable．ComparedwiththesecondaryswirlerparameterSincrease，enlargingtheareaoftherecirculationzone，ithasn'tspreadordeclinedatthesameparameterconditionofmainswirler．However,t

6、herecirculationzonebecamesmallerwhilethearearatioincreased．Thus，theaveragetemperatureinthemid-lineofmaincombustionzonehasgonepwhilethetotalpressurelosscoeficientandefficiencyremained．Keywords：dual—axisswirlers：designparameters；recirculationzone；pneumaticatomization；numericalsimulation；c

7、ombustor；aeroengine0引言及燃烧室的火焰稳定性能。国内外不少学者对旋流器进行了大量试验和数值研究，揭示了不同类型旋流燃烧效率高、流动损失小、工作状态稳定、点火可器的功用及其对燃烧性能的影响。Grinstein等采用靠、寿命长、低污染排放、出口温度高且分布合理的高PIV和LDV测量3级旋流器燃烧室流场，研究旋流热容、高性能燃烧室的研制是当今航空发动机研制中器几何参数对燃烧室内部流场的影响；Dodds等对l项重要任务『1-2】。而旋流器是发动机燃烧室内组织燃烧的重要部件，为了适应现代先进发动机要求而设计3级旋流器燃烧室贫油熄火性能进行了