蒸发式涡轮叶间燃烧室方案及性能研究

为提高航空发动机总体性能、改善发动机热力循环模式,设计一种蒸发式涡轮叶间燃烧室方案,试验研究不同油气比下叶间燃烧性能的变化规律;利用数值计算获得燃烧室内燃油分布、组分分布等参数对燃烧性能的影响。研究结果表明:在导向器叶片叶间通道内利用蒸发式稳定器可有效促进燃油雾化以及稳定燃烧,涡轮叶间燃烧室在试验条件下最大温升为694.4 K,燃烧效率为90.3%。

基于Greenwood叶间燃烧室实验模型的数值计算

为分析新型叶间燃烧室的燃烧性能,以叶间燃烧室试验模型为研究对象,用Realizable k-ε湍流模型、非预混PDF燃烧模型,数值模拟了燃烧流场特性。燃油颗粒大部分在环形腔顶部区域蒸发混合,火焰在环形腔底部连通,形成旋流燃烧,涡轮径向斜槽内出现温度较高的火焰区。涡轮径向斜槽结构以及主流的卷吸作用对燃烧产物与一次气流的掺混存在影响。贫油燃烧方式工况燃烧性能较优,富油燃烧方式工况的径向平均出口温度线型较好。计算结果与相同操作条件下的试验结果符合较好。