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作者：张立传;王建臣;韩猛;李亚飞;韩啸;许全宏;
单位：北京航空航天大学航空发动机研究院;北京航空航天大学航空发动机气动热力国家级重点实验室;
摘要：本文针对氢燃料微混扩散燃烧结构，通过实验与数值方法分析了氢气喷嘴喷射角度对氢气-空气掺混特性、NO_x排放及其他燃烧性能的影响，实验通过单元体燃烧器测试系统进行。研究结果表明：氢燃料微扩散燃烧结构的NO_x排放呈现指数型增长趋势，在当量比Φ>0.7时最为明显，喷嘴角度增大有抑制NO_x排放的效果，60°喷射方案相较基础方案的NO_x排放最高减少43.3%，这与微混燃烧器内高温区体积减小有关，且主要影响温度集中于1 800～1 900 K。实验工况下，60°喷射方案在噪声水平与燃烧稳定性方面表现更佳。喷嘴角度增大影响了燃烧器内的速度分布，使燃烧器内流动分离区增大，进而影响了OH*质量分数分布，提高了温度分布均匀程度。冷态场分析表明喷嘴喷射角度增大了氢气射流轨迹长度，主燃烧区及下游空间混合不均匀度表现出更低水平。施密特数Sc的变化趋势表明氢空掺混由质量扩散主导，氢空掺混能力与质量扩散和动量扩散能力的升降有关，当量比分布进一步阐明了温度分布及NO_x排放变化的原因。研究揭示了喷嘴角度变化对掺混与NO_x排放的影响规律。
关键词：氢燃料;;喷嘴喷射角度;;微混扩散燃烧;;NO_x排放;;流动掺混特性
基金资助：航空发动机气动热力国家级重点实验室基金（2024-CXPT-GF-JJ-88-0304）~~
