北航-发动机原理(第2章燃烧室).ppt

第三节 燃烧室,一、功能及基本性能要求 1、功能燃料与空气掺混燃烧，将燃料化学能转换为热能 2、基本性能要求 点火可靠、燃烧稳定 燃烧完全取决于：,余气系数,l0 — 1公斤航空煤油完全燃烧所需理论空气量l0 =14.7kg/s 最恰当油气比：f0 = 1/ l0 = 0.068  = 1: 最恰当油气比   1: 富油状态   1: 贫油状态,2、基本性能要求,压力损失小摩擦、扩压、掺混、加热热阻用总压恢复系数描述， 出口温度场要求 尺寸小、重量轻、发热量大 排气污染少,出口温度场要求 径向：一定分布 周向：均匀 轴向：火焰不能伸出燃烧室,工作环境,进口气流速度大 体积小 出口温度受涡轮耐热强度限制 工作条件变化范围宽,二、燃烧室结构形式,单管燃烧室 联管燃烧室 环形燃烧室,单管燃烧室,由多个单独燃烧室组成 之间用联焰管相联,传焰和均压作用 每个有自己的火焰筒和外套 优点: 实验调试用气少 便于拆换 缺点: 迎风面大 出口温度场不均匀 重量大,,联管燃烧室,有多个单独火焰筒，共用内、外环形机匣 联焰管传播火焰 优点： 减轻重量和减小迎风面 单独火焰筒便于调试 拆换方便 缺点： 出口温度场周向不均匀,,环形燃烧室,由4个同心的圆筒组成，火焰筒为环形 优点： 与压气机、涡轮的环形通道气动配合好，减少流动损失 出口温度场均匀 重量轻、迎风面小 缺点： 喷油与进气不易配合 调试需大型气源 装拆维护较困难,环形火焰筒,,三、工作过程及主要零组件,1、气流扩压减速压气机出口气流速度 150m/s  30~45m/s扩压器 扩压损失,三、工作过程及主要零组件,2、喷油雾化为使燃油在非常短的时间内与气流充分掺混，达到完全燃烧，靠燃油喷嘴喷入雾状燃油，扩大燃料与周围气体的接触面，加快蒸发、汽化，形成混气，以利于完全燃烧。

航空发动机燃油喷嘴必须具备使燃油雾化的功能三、工作过程及主要零组件,3.点火一般利用外电源，使高压火花塞打火一般有两个点火器三、工作过程及主要零组件,4、燃烧回流区的形成与作用 形成：气流经火焰筒头部的扰流器，形成一股旋转气流，在火焰筒的中心造成低压区，下游一部分气流逆流补充，形成回流 作用 稳定的点火源 对燃油破膜、雾化、掺混,5、对燃烧过程进行组织,分区：主燃区、补燃区、掺混冷却区 分不同部位、不同量进气,三、工作过程及主要零组件,约15%的气流从火焰筒头部旋转进入，形成回流区，与油碰撞、掺混、燃烧； 约20%的气流从梢后的大孔进入，回流，补充燃烧；在火焰筒头部中心处形成主燃区，按恰当油气比形成混气，保证燃烧稳定、充分，燃气温度高达2600K三、工作过程及主要零组件,掺混冷却 约35%由火焰筒上的微细小孔或缝隙进入，在火焰筒壁形成气膜，保护火焰筒 约20%从后部进入，掺混降温、到达出口温度场分布要求 火焰筒设计是燃烧室的关键部件 只有30%的气流参与燃烧,燃烧过程,四、燃烧室特性,1、燃烧效率特性 影响燃烧效率的因素：余气系数、进气压力进气温度、进气速度 相似准则,2、燃烧室熄火特性 余气系数 贫油熄火边界 富油熄火边界 进气流速3、总压损失特性,。