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作者：巨翃宇;黄文朴;索建秦;梁红侠;李岳;郑龙席;朱鹏飞;
单位：西北工业大学动力与能源学院;北京动力机械研究所;
摘要：针对采用掺氢天然气作为燃料的预混燃烧室，为了深入理解掺氢比对旋流火焰及动态压力特性的影响，开展了实验研究。采用高速摄影及火焰自发光技术，记录了燃烧室内不同掺氢比下关键燃烧组分的瞬时空间分布，通过图像叠加获得了稳态火焰分布特征。应用本征正交分解方法 （POD），识别了关键燃烧组分分布的主要模态及其频谱特性。测量了燃烧室内不同位置处的动态压力，分析了其频谱特性。结果表明：相对于纯天然气条件，掺入氢气后，火焰的稳态结构特征发生明显改变；随着掺氢比的提高，CH*和OH*分布的高浓度区相对位置发生变化，在掺氢比10%时，CH*分布于OH*的外侧，而在掺氢比40%时，CH*分布于OH*的内侧；随着掺氢比的提高，CH*和OH*的POD各阶模态的空间分布特征在掺氢比30%下发生了明显变化，原有稳定的旋流火焰结构被破环，出现了低频的周向脉动，掺氢比进一步增强到40%后，CH*和OH*的1阶模态转为轴向分布模式；不同测点处的动态压力主频呈现出一致性；在掺氢比从0%增至30%的过程中，随着掺氢比的提升，燃烧室内的动态压力主频略有上升，但总体保持在70～76 Hz内，而当掺氢比达到40%时，动态压力主频显著提升至196.95 Hz，该变化趋势与OH*的1,2阶POD模态能量超过80%的最高频率随掺氢比变化规律相似。
关键词：燃气轮机;;掺氢燃料;;预混燃烧室;;火焰结构;;动态压力
基金资助：中国航空发动机集团产学研合作项目（HFZL2021CXY002-2）~~
