高温升多旋流燃烧室的数值分析

为了探索高推重比航空发动机可能用到的燃烧组织方式,基于燃烧室空气分级技术,对高温升多旋流燃烧室展开研究。在保证与某型单环腔燃烧室(SAC)扩压器尺寸、外机匣最大直径及燃烧室出口尺寸和边界条件等相同的基础上,对设计模型进行3维数值模拟,并与现有的单环腔燃烧室数值模拟结果和试验结果进行对比分析。研究结果表明:在设计油气比为0.037的情况下,采用多旋流的设计方案,温升达到1153 K,出口温度分布系数达到0.170,同时可获得理想的性能参数,满足高温升燃烧室的设计指标。

高温升旋流燃烧室性能的数值分析

为了研究高温升燃烧室,采用数值研究的方法,对所设计的高温升多级旋流燃烧室和中心分级燃烧室与现有的单环腔燃烧室(SAC,原设计油气比为0.027)在设计油气比0.037条件下进行分析。研究结果表明:多旋流和中心分级的设计方案均可获得理想的燃烧性能参数,出口温度分布系数(OTDF)分别达到0.138和0.16,满足高温升燃烧室的设计指标,而SAC燃烧性能急剧恶化,不能满足设计指标。其中,中心分级燃烧室的技术优势十分明显,显示出作为高温升高热容燃烧室的发展前景;多旋流燃烧室则兼具高温升和低排放两方面优势。

航空发动机高温升燃烧室技术分析

随着先进军用航空发动机推重比要求的不断提高,主燃烧室向更高温升方向发展。本文基于高推重比航空发动机主燃烧室的主要特征与面临的技术挑战,综述了多旋流燃烧、中心分级燃烧、驻涡燃烧和可变几何燃烧等四类高温升燃烧组织的工作原理和发展现状,分析它们的技术优势及挑战。就当前高油气比燃烧室来说,多旋流燃烧与中心分级燃烧是主要发展方向,但随着燃烧室油气比的持续提高,燃烧组织技术将面临更大技术挑战。通过综合分析,作者提出同心圆分区燃烧也可能是一种值得研究的适合更高油气比燃烧室的优选燃烧组织模式。