三级旋流头部装置末级文氏管喉道面积对出口流场的影响试验研究

文氏管对涡流器具有重要的引流作用。通过改变第Ⅲ级文氏管的喉道面积大小,探究了其对三级涡流器出口流场的影响。应用粒子图像测速仪(PIV)对三头部试验件的涡流器出口流场进行分析,发现中间涡流器的两个漩涡中心的径向距离随着第Ⅲ级文氏管喉道面积的增加呈现先减小后增大的趋势。相邻三级涡流器出口流场会叠加,致使中间涡流器的回流区被压缩,回流区面积随着第Ⅲ级文氏管喉道面积的增加呈现先减小后增大的趋势,方案3的三级涡流器出口流场的速度梯度大,可实现燃烧室油气高效掺混,更有助于燃烧室点火、联焰和燃烧。

高温升直流燃烧室燃烧特性数值研究

为了研究高温升直流燃烧室燃烧特性,建立了带三级涡流器的高温升直流燃烧室物理模型,采用稳态雷诺平均N-S方程的化学反应流数值模拟的方法,开展Ⅱ、Ⅲ级径向涡流器旋向、主燃孔和掺混孔特征参数对高温升直流燃烧室的流场及燃烧特性的影响研究。涡流器能够实现火焰筒头部回流区的产生,同时实现主油路燃油的气动雾化和掺混。主燃孔的射流影响回流区的结构,同时主燃孔射流部分进入主燃区,能够保证主燃区的油气比。掺混孔的射流轨迹影响掺混区的流场和出口温度分布。10种方案燃烧室的温升和总压损失系数均达到设计要求,Mode-1-tx、Mode-3、Mode-3-tx、Mode-4-tx四种方案燃烧室周向温度分布系数(Overall temperature distribution factor,OTDF)达标,而径向温度分布系数(Radial temperature distribution factor,RTDF)略高于设计指标,Mode-5-tx方案燃烧室出口温度系数OTDF=0.178和RTDF=0.061均达标,燃烧室出口温度分布品质较好。