小型预燃室周向燃油喷射旋流扩散燃烧的数值模拟

针对航空发动机燃烧室采用高温空气燃烧技术时的高温贫氧空气来源问题,设计了一个基于周向燃油喷射扩散旋流燃烧的新概念小型预燃室,并就周向燃油喷管的布置方式对小型预燃室内旋流燃烧状态的影响进行了数值研究。CFD数值模拟结果表明,当燃油喷管与法向夹角为30°-45°、余气系数为1-1.23时,小型燃烧室内产生稳定、壁面温度分布合理的旋流扩散燃烧。获得了具有合理出口温度分布、速度分布和氧浓度分布的高温贫氧空气。该预燃室为发动机燃烧室使用高温空气燃烧技术提供了条件。

反旋流对梳齿密封动力特性影响机理及有效性

对比分析了不同预旋比下反旋流装置对梳齿密封各腔室内压力、周向流速、周向旋流增长率及动力特性系数,对反旋流梳齿密封的有效性进行定量分析与判别.研究表明:反旋流装置对密封周向流动有较强的抑制作用,且对各腔室压力有不同影响,其中对C3~C6腔室压力作用效果较明显;引入周向旋流增长率衡量反旋流装置作用效果,添加反旋流装置后,密封周向旋流增长率沿泄漏方向降低至C8腔室,在C9腔室处略有回升,无反旋流密封基本保持不变.添加反旋流喷嘴使C3~C6腔室直接阻尼增大,且各腔室交叉刚度均减小,各腔室有效阻尼提高,总有效阻尼增大稳定性增强.预旋比使C1~C2腔室的直接阻尼有显著变化.添加反旋流喷嘴后,腔室交叉刚度在高预旋比下减小更多,有效阻尼受预旋影响较小,反旋流对进口正预旋有较好抑制作用.

梳齿密封阻旋栅有效性的定量分析与判别

阻旋栅是提高梳齿密封系统稳定性的重要部件,计算分析了阻旋栅-梳齿密封在不同阻旋栅间隙及预旋比下各密封腔室内压力、周向旋流强度及动力特性系数,对阻旋栅的有效性进行定量分析与判别。研究表明:阻旋栅间隙对各腔室内压力影响具有不同的趋势,随阻旋栅间隙减小,C腔室压力减小,而C-C腔室压力增大;提出了周向旋流增长率评价阻旋栅的影响范围,有阻旋栅密封周向旋流增长率沿泄漏方向降低,无阻旋栅密封基本保持不变。随着阻旋栅间隙的减小,阻旋栅对周向旋流的抑制范围增大;阻旋栅间隙的减小将增大C腔室内的交叉刚度,减小C-C内交叉刚度,密封整体有效阻尼提高,稳定性增强;预旋比的增加使得C-C腔室内交叉刚度增加,易引起系统失稳。