高性能旋流燃燒裝置氣動和霧化特性研究.pdf

1、本文針對航空發(fā)動機燃燒室組織燃燒的關(guān)鍵技術(shù)—火焰筒頭部雙旋流高效氣動霧化裝置進行了系統(tǒng)深入的研究。建立了考慮噴嘴流路壓力損失的寬流量范圍燃油噴嘴性能計算方法；研究了雙級旋流器和文氏管特征參數(shù)及氣動參數(shù)對下游流場和霧化性能的影響規(guī)律，獲得了雙旋流氣動霧化裝置的結(jié)構(gòu)和油氣匹配最佳方案；通過噴嘴一次霧化對氣動霧化效果影響的對比研究，發(fā)現(xiàn)了噴嘴供油特性對氣動霧化效果的關(guān)鍵影響因素。 以CFM56-3發(fā)動機燃油噴嘴作為算例，計算了噴嘴壓

2、力—流量特性和噴霧特性，結(jié)果表明，噴嘴主油路壓力—流量曲線比常規(guī)噴嘴流量特性增加速率更快，在同樣供油壓力下擴大了供油量范圍。 通過改變雙旋流器和文氏管特征參數(shù)，研究了特征參數(shù)對流動和霧化性能的影響。結(jié)果表明：旋流器旋流數(shù)對流量系數(shù)的影響較大，流通面積的影響相對較??；一級旋流器對霧化質(zhì)量起主要作用，一、二級旋流器流量比對霧化有顯著影響；二級旋流器旋流數(shù)和空氣流量決定了下游回流區(qū)尺度；回流區(qū)尺度與頭部元件的匹配有關(guān)；文氏管流道形狀

3、和唇口特征對霧化效果有直接影響，在本文研究方案中，流道為收斂式、喉道直徑φ20、唇口為尖邊的文氏管綜合性能最佳；噴嘴一次霧化對氣動霧化效果的影響研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一次霧化質(zhì)量高，在高低工況氣動霧化效果均不明顯。降低噴嘴一次霧化質(zhì)量有利于改善高工況的氣動霧化效果，液滴尺寸分布更均勻，但在低工況應(yīng)提高一次霧化質(zhì)量以保證最低霧化要求。 采用商業(yè)軟件FLUENT計算了典型雙級旋流器頭部結(jié)構(gòu)下游流場、回流區(qū)特征和霧化性能，發(fā)現(xiàn)回流區(qū)尺度與二