热力过程及主要参数

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：umfamagmgbHqhqhqQQ*2*301001fllqqqqfmfmamamf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00lqqlqqmfmamfma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*2*3ppb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maTqep30075.122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*2*3ppb