主燃级旋流器对中心分级燃烧室出口性能的影响

针对中心分级燃烧室头部主燃级旋流器的结构参数变化,探究其对燃烧室出口性能的影响。首先建立三级旋流器的简化模型,再针对主燃级旋流器的旋流孔角度分别设计30°、45°、60°、75°。利用FLUENT软件对燃烧室沿轴向温度分布、出口温度分布、沿轴向NO_(x)分布、出口NO_(x)排放分布等4个方面进行对比分析。结果表明:当主燃级旋流器旋流孔角度为60°时,旋流器对中心分级燃烧室的出口温度分布性能最好,且中心回流区发展较好,旋流器对中心分级燃烧室的出口NO_(x)排放量最小。

旋流器结构特征参数对中心分级燃烧室温度场的影响

以装有三级旋流器的中心分级燃烧室为研究对象,分别建立旋流器和燃烧室物理模型,利用数值模拟和控制变量的方法,研究旋流器结构特征参数对中心分级燃烧室温度场的影响,分别完成了值班级第一级、第二级旋流器和主燃级旋流器结构参数变化对中心分级燃烧室温度场影响的数值模拟和对比分析。结果表明:当值班级第一级旋流器的斜切孔角度为25°和值班级第二级旋流器的叶片安装角度为30°~45°时,中心回流区分布较好,反映出值班级旋流器对中心分级燃烧室温度场的影响较好,促进了火焰稳定燃烧;当主燃级旋流器旋流孔角度为45°~60°时,中心回流区分布较为理想,反映出主燃级旋流器对中心分级燃烧室温度场的影响较为理想,可有效避免因中心回流区面积过大造成燃烧室高温区集中。

旋流器结构对中心分级燃烧室热态流场的影响

以装有三级斜切式径向旋流器的中心分级燃烧室为研究对象,利用数值模拟和控制变量的方法分别进行了值班级第一级旋流器斜切孔角度、值班级第二级旋流器叶片安装角和主燃级旋流器旋流孔角度对中心分级燃烧室热态流场影响的仿真和对比分析。结果表明:当值班级第一级旋流器斜切孔和值班级第二级旋流器叶片安装角角度分别为25°和30°~45°,主燃级旋流器旋流孔角度为45°~60°时,中心回流区的形状最好,中心分级燃烧室热态流场的品质最佳。

第一级旋流对中心分级燃烧室性能影响的研究

以三级旋流器的中心分级燃烧室为研究对象,利用数值模拟的方法研究值班级第1级叶片安装角对中心分级燃烧室性能的影响。在保证旋流器结构第2级和主燃级叶片不变的前提下,改变第1级叶片角,基于此设计了三种方案:30°、45°和60°,并以45°为参考方案。结果表明:值班级第1级叶片安装角不是燃烧室回流区形成的决定性因素;相较于参考方案,第1级叶片角过小会导致燃烧室温度分布恶化,局部温度增大;叶片角过大会导致旋流器内部温度过高,两种情况均会导致出现局部高温区域,且局部高温区域产生的污染物NOX将会增加。对于该中心分级燃烧室模型而言,值班级第1级叶片安装角合理值为45°左右。

掺混孔排列方式对中心分级燃烧室性能的影响

为研究掺混孔的排列方式对中心分级燃烧室性能的影响,以中心分级燃烧室为研究对象,在保证掺混孔总面积相同的前提下,设计了方案A(双排对排)和方案B(双排错排)两种掺混孔排列方案,采用数值模拟的方法,对两种方案下的速度场、温度场、污染物排放量等进行分析和对比。结果表明两种方案的速度分布差异较小,方案A的中心回流区比方案B更加稳定;方案A的出口径向温度分布系数值与出口温度分布系数值比方案B更为合理,出口温度分布更为均匀;方案A比方案B污染物排放量更少。

主燃级扩张角对中心分级燃烧室性能的影响

以三级旋流器的中心分级燃烧室为研究对象,采用数值模拟的方法研究了主燃级扩张角对中心分级燃烧室性能的影响。在保证旋流器结构其他参数不变的前提下,改变主燃级扩张角,基于此设计了4种方案:扩张角分别为0°、15°、20°和30°。结果表明:4种方案均形成了中心回流区,当主燃级扩张角为15°和20°时,中心回流区形状较好,燃烧室出口平均温度、最高温度以及最低温度都处于较好范围内。研究证明,选择合适的主燃级扩张角大小能够提高中心分级燃烧室的燃烧性能。