平直型蒸发管不同出口结构性能数值研究

为提升平直型蒸发管的雾化能力,优化小型蒸发管燃烧室的工作性能,基于某型发动机燃烧室,利用数值模拟方法研究了不同蒸发管出口结构下的流量分配、流场、温度场及出口结构对燃烧室性能的影响。分析结果表明,平直型蒸发管流量主要取决于出口面积,采用扩张型出口,可以增加蒸发管流量,但是会造成更大的总压损失,导致出口流速下降和稳焰能力恶化。在出口面积和蒸发管流量一定的前提下,较小的扩张角能提升蒸发管平直段的流动速度,促进燃油雾化;但过大的扩张角则会导致流动分离,大部分燃油被卷入内圈,火焰筒内油气分布不均匀,主燃区燃烧不充分,高温区滞后。综合考虑油气混合、燃烧过程和壁面热防护的需要,蒸发管出口结构采用5°以下扩张角对燃烧室性能有利。