三头部燃烧室点火过程中火焰传播特性研究

为了探讨三头部燃烧室点火过程中的火焰传播特性,建立了矩形模型燃烧试验系统,开展了流动与点火过程中火焰传播特性、当量比对周向点火过程影响规律的研究。研究表明:初始火核主要在中心回流区边界形成,其传播过程具有阶段性,先顺流线方向进行传递,待燃烧强度增大到一定值后,火焰才开始向其他区域延伸;在相同压损下,当量比减小会使得燃烧室周向点火时间增加,主要为初始火焰发展阶段时间增加,当量比由0.89减小到0.6时,周向点火时间由33.5 ms增加到42 ms,流动加速系数由1.75增加到3.77,即随当量比减小,湍流褶皱等流动因素对火焰传播的加速效应增大;在初始火焰的发展阶段,气体热膨胀效应对火焰传播加速效应占主导作用。

不同头部间距下三头部燃烧室点火过程研究

为了探讨不同头部间距对某型航空发动机燃烧室点火过程中火焰传播特性的影响,建立三头部燃烧室燃烧试验系统,开展流动与点火过程中火焰传播特性、头部间距对周向点火过程影响规律的实验研究。研究表明:燃烧室的周向点火过程具有阶段性,在初始火焰发展阶段,火焰首先顺着流线方向传递,待燃烧强度增大到一定值时,火焰才开始向其他区域延伸;在相同工况下,头部间距较小时,相邻旋流器之间的局部回流区相互影响增大,油气掺混效果增强;随头部间距增加,流动因素对火焰传播的作用减小。

基于OH-PLIF技术及CH自发光的三头部燃烧室火焰锋面与火焰结构分析

为了获得燃烧室反应区的瞬态特征和火焰结构,采用平面激光诱导羟基荧光(OH-PLIF)技术对三头部燃烧室火焰中的组分分布进行测量,分析了不同油气比下OH基组分浓度及CH自发光荧光强度的变化趋势。结果表明:航空煤油火焰中间产物OH基二维分布结构基本呈现出对称分布,但局部存在不均匀现象,随着油气比增大OH基组分浓度值及CH自发光荧光强度值明显增大;由于火焰出现联结,水平中截面XY火焰结构呈“M”型,侧方火焰结构呈“碗”型,XY截面火焰锋面呈“月牙”形状;随着油气比增加,火焰长度变长,而“碗”型火焰宽度L_(2)变化不大,火焰锋面长、宽度均值变化不显著,但由于CH自发光荧光强度随温度变化较大导致垂直中截面的XZ火焰锋面形状变化较大。