旋转爆震波传播频率与燃烧室切向声学频率对比的实验研究

为验证旋转爆震波与燃烧室高频切向不稳定燃烧现象是否存在一致性,分别基于宽11 mm的环形燃烧室和圆柱形燃烧室,以乙烯为燃料,以富氧空气(体积分数33%、50%和100%)为氧化剂,通过改变氧化剂的供给流量和当量比开展实验研究。研究发现:在环形燃烧室中,通过改变氧气体积分数得到了不同的旋转爆震波传播模态:当氧气体积分数为33%时为双波对撞模态,爆震波速度亏损为37%~63%,且双波传播频率低于燃烧室二阶切向声学频率;当氧气体积分数为50%和100%时,分别得到了单波和双波传播模态,爆震波速度亏损减小至14%~40%,且单波模态爆震波传播频率高于燃烧室一阶切向声学频率,双波模态爆震波传播频率高于燃烧室二阶切向声学频率。在圆柱形燃烧室中,当氧气体积分数为50%时得到了单波模态,部分工况下爆震波传播速度高于理论C−J速度,且氧化剂流量越大,这一趋势越明显,大部分工况下旋转爆震波传播频率均高于燃烧室的一阶切向声学频率。上述研究表明旋转爆震波传播频率与燃烧室切向声学频率的数值大小和变化规律均不相同,说明旋转爆震波与高频切向不稳定燃烧现象并不存在一致性。

点火位置对两相旋转爆震波起爆特性影响的实验研究

为了揭示两相旋转爆震波在空筒形燃烧室内的建立过程及传播特性,以航空煤油为燃料,富氧空气为氧化剂,在不同氧化剂供给条件下,实验研究了垂直预爆管安装位置(即点火位置)对旋转爆震起爆特性的影响。结果表明,在四个点火位置上(距喷注端面分别为20,40,60和90 mm,相对点火位置分别为0.15,0.30,0.46和0.69)均可触发并实现旋转爆震波的稳定传播,并观察到稳定爆震和不稳定爆震两种模态;旋转爆震波的建立过程均可以分为三个阶段:缓燃燃烧阶段、起爆阶段和稳定旋转爆震阶段。其中,缓燃燃烧阶段耗时最长,占爆震波建立时间的60%~80%,是制约RDE快速启动的关键环节;在相对点火位置为0.46处点火时,稳定爆震模态的建立时间最短且对应的工作范围最宽。

环形燃烧室中自燃推进剂的非稳态旋转爆震现象

为研究环形燃烧室中自燃推进剂旋转爆震波的传播特性,以一甲基肼和四氧化二氮为推进剂,在圆环形燃烧室中组织旋转爆震燃烧。燃烧室外径和内径分别为60 mm和30 mm,采用了24对撞击式喷嘴,四氧化二氮的喷孔直径为0.4 mm,一甲基肼的喷孔直径为0.3 mm,通过高频脉动压力传感器记录了旋转爆震波的传播过程。研究结果表明:自燃推进剂的旋转爆震燃烧过程具有高度非稳态特性,不仅各个旋转周期之间存在明显差异,而且同一个传播周期内旋转爆震波的强度也是动态变化的;对于自燃推进剂的旋转爆震燃烧的产生及维持过程来说,外界激励不起决定性作用,燃烧室几何构型、流量和混合比对旋转爆震燃烧的影响更大。

燃烧室宽度对煤油旋转爆震波传播模态的影响

为研究基于煤油的旋转爆震波的传播特性,以煤油和含氧量40%的富氧空气作为燃料和氧化剂,对基于燃烧室外径均为100mm的无内柱燃烧室和燃烧室宽度分别为32,26,20mm的环形燃烧室开展了对比实验。不同氧化剂流量下,共观察到四种燃烧波模态,分别为爆燃模态、准稳定爆震模态、双波对撞模态和稳定旋转爆震模态。无内柱燃烧室中,氧化剂流量较低时无法维持旋转爆震波的稳定传播,出现爆燃模态和准稳定爆震模态;当氧化剂流量超过154g/s时,可以得到稳定旋转爆震模态,旋转爆震波峰值压力超过0.7MPa,平均传播速度为1750m/s。对于环形燃烧室,旋转爆震波的传播速度仅为1245~1465m/s,明显低于无内柱燃烧室中的传播速度。随环形燃烧室宽度减小,对应旋转爆震波模态的工况范围更窄,传播速度更慢。在本研究对应的工况范围内,增大燃烧室宽度,更有利于基于煤油的旋转爆震波的稳定传播。

燃料热值对燃气轮机燃烧特性的仿真分析

针对燃气轮机运行过程中出现的燃烧不稳定和NO_(x)排放高的问题,开展了不同负荷下燃料热值对燃气轮机燃烧特性(燃烧稳定性和NO_(x)排放影响规律)的仿真研究。以某燃气轮机分管型燃烧室为研究对象,在不同负荷下,保持燃料流量、空气流量、大气温度等参数不变,仅改变燃料热值,采用数值仿真方法对燃气轮机设计压力监测点的压力、燃烧室出口温度及NO_(x)排放数据进行分析。结果表明:负荷区间相同,热值增加,高频段所对应的压力脉动幅值减小,热释放率脉动的高频频率增加,NO_(x)排放增加;热值相同,负荷增加,高频段所对应的压力脉动频率增加,高频段压力脉动幅值减小,热释放率脉动频率增加,NO_(x)排放增加。

塞式喷管对旋转爆震起爆、传播与推进特性的影响

为研究塞式喷管对旋转爆震工作特性的影响,针对燃烧室出口是否安装喷管,采用乙烯和富氧空气开展了实验研究.结果表明,安装喷管时,随当量比增加,燃烧室内出现了5种不同的传播模态;其中,转变模态和周期性振荡模态均存在峰值压力的周期性振荡.实验中观察到,未安装喷管的燃烧室内点火后能快速形成稳定的单波模态;安装喷管后,单波模态的起爆过程存在峰值压力振荡向无振荡的转变,而转变模态和周期性振荡模态中,起爆后峰值压力出现了明显且稳定的周期性振荡.与未安装喷管相比,安装喷管的燃烧室推进性能显著提高,推力增加了101.9%;转变模态中,转变为稳定单波后,室压和推进性能均略低于周期性振荡过程,推力下降了7.6%;然而,爆震波峰值压力长期周期性振荡使推力的不稳定性增加,应予以避免.

凹腔燃烧室对旋转爆震波传播模态和燃烧室推力性能的影响

为研究凹腔燃烧室对旋转爆震波模态和燃烧室推进性能的影响,分别基于凹腔燃烧室、宽度19 mm和宽度15 mm的环形燃烧室,以乙烯和富氧空气为推进剂,氧化剂流量范围为50~200 g/s,当量比为0.8,在未安装和安装塞式喷管条件下开展了对比实验。未安装塞式喷管条件下,凹腔燃烧室和环形燃烧室中均得到了双波对撞模态和单波模态,且分布规律基本相同,但凹腔燃烧室中旋转爆震波的传播速度明显高于环形燃烧室,推进剂供给流量越低趋势越明显,说明凹腔结构可以改善推进剂的混合效果,减小爆震波的速度亏损。安装塞式喷管后,爆震波的传播模态发生了变化,不同燃烧室构型中得到了缓燃模态、双波对撞模态、四波对撞模态、单波模态和双波模态。凹腔燃烧室中爆震波以单波或双波模态稳定传播的工况范围较宽,爆震波速度亏损更小,环形燃烧室中爆震波稳定传播的工况范围较窄,主要以双波对撞或者四波对撞模态传播。最后,对比不同燃烧室条件下的混合物比冲发现,凹腔燃烧室的混合物比冲低于环形燃烧室,与宽度为15 mm的环形燃烧室相比比冲下降了约10%,与宽度为19 mm的环形燃烧室相比比冲平均下降了约7%。上述研究表明凹腔燃烧室有利于旋转爆震波的稳定传播,减小爆震波的速度亏损,但凹腔结构会降低燃烧室的推进性能。

全过程工程造价在现代建筑经济管理中的应用及对策探讨

随着社会经济的发展,在我国各个城市的建设中,为了满足人们日益多元化的需求,现代建筑工程项目开展得越来越频繁。将全过程工程造价应用于现代建筑经济管理,能够减少资金消耗,使资源得到合理的配置,提高建筑工程的经济效益,并且有助于降低成本,规避风险,因此,在现代建筑经济管理中应用全过程工程造价是十分必要的。基于此,本文从全过程工程造价在现代建筑经济管理中的现状出发,结合其应用意义,对其相关应用对策进行了分析与探究。

燃烧室构型对旋转爆震波传播特性的影响

为了揭示燃烧室构型对旋转爆震波传播特性的影响,设计了不同结构参数的5个燃烧室,包括环形、空桶形和凹腔形3种燃烧室形式。喷注器采用喷孔-环缝设计,燃料和氧化剂分别为乙烯和富氧空气。在相同的供给条件下,实验研究了燃烧室构型对旋转爆震波传播特性和推进性能的影响。结果表明:空桶形燃烧室稳定爆震模态的工作范围最宽且爆震波最为稳定,但推进性能较差;两个凹腔形燃烧室的工作范围介于燃烧室宽度为19 mm和15 mm的两个环形燃烧室之间,但推进性能略高于宽度为19 mm的环形燃烧室;此外,凹腔形燃烧室的工作范围随凹腔长度的增加而增加。

点火方式对空桶型旋转爆震燃烧室起爆特性的影响

为了揭示空桶型旋转爆震燃烧室内爆震波的建立过程及工作特性,分别采用火花塞点火、垂直预爆震管点火和切向预爆震管点火,实验研究了不同点火方式下的爆震波起爆和稳定传播特性。喷注器采用环缝-喷孔对撞式设计,燃料和氧化剂分别为乙烯和富氧空气。结果表明,在空桶型旋转爆震燃烧室中,3种点火方式均可成功起爆并获得稳定传播的爆震波,点火方式对旋转爆震波的传播方向影响较小;与火花塞点火相比,垂直预爆震管点火和切向预爆震管点火均能拓宽旋转爆震燃烧室的稳定工作范围;在氧化剂供给流量和当量比相同的条件下,点火方式的改变并未影响旋转爆震波的传播速度大小;使用预爆震管点火时,旋转爆震波的建立时间较火花塞点火短,且呈现出更小的离散性。