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推进技术2025年第04期:新型单支板火焰稳定装置燃烧性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨嘉然;李伟;刘云鹏;颜应文;

单位:南京航空航天大学能源与动力学院;

摘要:为提升航空发动机加力燃烧室燃烧效率,以一体化加力燃烧室中支板火焰稳定器为研究对象,创新性地提出了在尾沿带扰流叶片的支板火焰稳定器结构,并针对尾缘布置扰流叶片的支板和基准支板稳定器开展数值和实验研究,分析了两种支板结构在典型工况下的流动特性。获得了不同工况下扰流结构对火焰形态、出口温度和出口烟气组分的影响规律。结果表明:(1)对比基准支板,扰流支板尾缘附近产生了一系列小涡系结构,扰流支板后回流区面积显著增大,扰流叶片产生的径向速度梯度增强了支板后的湍流强度和涡量;但不同工况下扰流支板对总压恢复系数有一定的不利影响,最大降低了0.7%;(2)对比基准支板,扰流支板的火焰扩张比有显著提升,在高马赫数大油气比工况下的火焰扩张比优化效果更佳,最大提升率达到88.82%;(3)扰流支板具备提升火焰周向扩张的能力,使得燃烧高温区由集中分布转变为均匀分布;(4)扰流支板出口的CO_2浓度随着马赫数和油气比的增加而增大,沿高度方向呈现中间高两边低的分布。O_2浓度的变化规律和分布情况与CO_2相反。

关键词:加力燃烧室;;支板火焰稳定器;;扰流叶片;;燃烧性能;;火焰特征

基金资助:国家科技重大专项(J2019-Ⅲ-0004-0047)~~