发动机原理第二章燃烧室.pptVIP

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加给气体。 2、基本性能要求 点火可靠、燃烧稳定 燃烧完全 影响因素 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 分轴向、径向、周向 尺寸小、重量轻、发热量大 排气污染少 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 在火焰筒内进行燃烧组织 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 小节 功能及基本性能要求 燃烧室结构形式 主要零组件 工作过程 特性 * * 出口温度场要求 径向：一定分布 周向：尽可能均匀 轴向：火焰不能伸出燃烧室