滑动弧等离子体点火助燃头部激励对燃烧室点熄火特性的影响

基于旋转滑动弧等离子体技术,研制了与某型航空发动机适配的点火助燃头部,并在三头部燃烧室实验平台的基础上开展了点熄火特性实验研究,通过分析旋转滑动弧等离子体点火助燃头部激励对燃烧室着火过程、点火边界以及熄火边界的影响规律,初步验证了该技术拓展燃烧室点熄火性能的可行性。结果表明:旋转滑动弧等离子体激励可以显著拓宽点熄火边界,缩短着火延迟时间。相比于常规点火器,在余气系数为2,输入电压为200 V时,着火延迟时间缩短49.2%;输入电压为200 V时,贫油点火边界拓宽18.2%;输入电压为240 V时,熄火边界拓宽7.41%。

点火熄火程序控制对燃油锅炉安全运行的影响

燃油锅炉的燃油燃烧过程特殊性，决定了其点火程序和熄火保护装置的可靠性直接影响着锅炉的安全和运行。如果发生了炉膛爆炸事故和金属尘化腐蚀，将影响金属材料的高温性能和可靠性，对锅炉的安全运行带来严重的隐患。因此，应加强对燃油锅炉安全监察和运行管理，保证燃油锅炉安全经济运行。

火焰图像技术在航空发动机燃烧室点/熄火试验中的应用

针对热电偶温升法在燃烧室部件点/熄火试验中存在的阻塞气流、响应速度慢等缺点,开展了基于火焰图像的燃烧室点/熄火判断技术研究。该技术通过火焰观测系统实时获取点/熄火试验时的火焰图像以判定燃烧室燃烧状况,进而获得燃烧室点/熄火特性,弥补了现有燃烧室点/熄火试验测试技术的缺陷。此外,该项技术还可推广应用于航空发动机整机试验及其他相关领域试验,对准确判断燃烧室点/熄火状况具有较大的参考价值。

燃烧室燃烧与排放特性试验与数值计算

为了探寻燃烧室进口空气温度、压力以及油气比对点熄火边界、温升、燃烧效率以及主要排放物摩尔分数的影响规律,对航空发动机燃烧室在多工况下的点熄火特性、出口温度分布与主要排放物摩尔分数进行了试验测试。分别采用正癸烷的简化反应机理与C12H23燃料的单步反应机理,对该燃烧室火焰筒内流场结构、温度场、中间组分与主要排放物摩尔分数分布特性进行了数值计算,并与相应试验数据进行了对比分析。结果表明:随着燃烧室进口空气温度、压力以及油气比的提高,燃烧室燃烧效率、温升、出口平均温度与NOX摩尔分数逐渐提高,而UHC与CO摩尔分数逐渐降低;与采用C12H23燃料单步反应机理相比,采用正癸烷的简化反应机理计算得到的火焰筒内流场与温度场分布更为合理,火焰筒出口温度场分布以及主要排放物摩尔分数与相应试验数据更为接近,计算精度得到较大提高。

钝钵火焰稳定器结构对加力燃烧室性能影响试验

对V型、吸入式和蒸发槽三种结构的火焰稳定器进行了点熄火试验和热态性能试验,获得了不同气动热力参数及不同阻塞比下火焰稳定器的点熄火性能、燃烧效率、不均匀度等性能变化规律。试验结果表明:蒸发槽火焰稳定器的点熄火性能、燃烧效率和出口温度均匀性要优于吸入式火焰稳定器,吸入式火焰稳定器要优于V型火焰稳定器;三种火焰稳定器的燃烧效率的变化与油气比的变化均不呈线性关系;随着阻塞比的增加,V型、吸入式和通过主油路供油时的蒸发槽火焰稳定器的点熄火性能均变化不大,通过副油路供油时的蒸发槽火焰稳定器点熄火性能下降;随着阻塞比的增加,三种火焰稳定器的燃烧效率均提高,出口温度均匀性均提高。

三旋流燃烧室点火阶段燃烧性能

为研究三旋流燃烧室的点火熄火性能,对单头部燃烧室进行了地面和高空的点、熄火试验研究,测取了负温条件下的高空点火性能,借助高速摄像法录取了地面点火过程,采用燃气分析法对地面点火燃烧效率进行了测量,获得了单头部燃烧室的点、熄火性能和点火燃烧性能参数,以及火焰传播过程。结果表明:三旋流燃烧组织方式可在宽广的主燃区气流速度范围内,具有良好的点熄火性能,地面点火边界的燃烧充分性较高,燃烧效率约为80%,负温条件增加了点火难度,与常温点火边界相比,进气压力70 kPa时的负温点火的边界变窄了1.88%~37.5%,高空贫油熄火边界与点火边界接近,所获结果可为三旋流燃烧室设计提供参考。