氣動多點供油系統(tǒng)性能研究.pdf

1、氣動多點供油系統(tǒng)能形成均勻油氣分布以降低燃燒所產(chǎn)生的污染物排放，能應(yīng)用于航空發(fā)動機低排放燃燒室。其基本原理是采用貧油部分預(yù)混預(yù)蒸發(fā)油氣組織，通過均勻密布的射流孔將混合油氣供入燃燒區(qū)。本文主要研究工作包括：完成了氣動多點供油系統(tǒng)的概念方案設(shè)計，對不同射流孔結(jié)構(gòu)形式的氣動多點供油系統(tǒng)的預(yù)蒸發(fā)率、混合均勻程度等特性開展了數(shù)值模擬及試驗研究，得到其性能變化規(guī)律。主要研究結(jié)果如下：
　　完成了氣動多點供油系統(tǒng)油氣方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)及流動方案設(shè)計

2、。采用貧油部分預(yù)混預(yù)蒸發(fā)概念，分析了油氣比及蒸發(fā)率的合適范圍。確定了供油系統(tǒng)蒸發(fā)腔尺寸，包括：平直蒸發(fā)段長度、鈍體蒸發(fā)段槽寬及頂角，噴嘴間距，射流孔初始射流角度。
　　初步研究了氣動多點供油系統(tǒng)進口氣流速度、進口氣流溫度、射流孔結(jié)構(gòu)、供油量對燃油霧化、蒸發(fā)及混合性能的影響。研究結(jié)果表明：試驗?zāi)Ｐ瓦M口速度大于0.1Ma時射流孔結(jié)構(gòu)對腔內(nèi)燃油才有明顯的二次霧化效果。溫度是影響預(yù)蒸發(fā)率最主要的因素，進口溫度越高，預(yù)蒸發(fā)效果越明顯，進口溫

3、度為373K時燃油蒸發(fā)率較小，進口溫度達到673K時預(yù)蒸發(fā)率超過65％。相同進口溫度及供油量情況下，開孔面積越小且孔徑越小的結(jié)構(gòu)燃油駐留時間越長，蒸發(fā)率高。射流孔結(jié)構(gòu)和預(yù)蒸發(fā)率是影響油氣混合的主要因素。射流孔孔徑越大，燃油穿透高度越大；相同孔徑，不同孔間距，燃油穿透高度基本不變。常溫?zé)o蒸發(fā)情況下，相同孔徑D或孔間距S，都對應(yīng)存在一個較佳的孔間距S值或孔徑D值使蒸發(fā)腔下游橫截面燃油分布均勻程度較好；相同開孔面積情況下，選取S/D值在2-2

4、.5之間是合適的。預(yù)蒸發(fā)率低于35%時，蒸發(fā)率的大小是影響油氣分布均勻程度的主要因素，預(yù)蒸發(fā)率越高，油氣分布越均勻。蒸發(fā)腔內(nèi)預(yù)蒸發(fā)率高于65%時，射流孔結(jié)構(gòu)對油氣分布的均勻程度的影響逐漸凸顯，此時，在相同開孔面積情況下，選取S/D值為2.5-3之間時蒸發(fā)腔下游橫截面燃油分布均勻程度較好。當供油量超出供油系統(tǒng)所能承受的范圍時會發(fā)生“溢油”現(xiàn)象，本文試驗中各射流孔結(jié)構(gòu)的供油系統(tǒng)發(fā)生“溢油”時蒸發(fā)腔內(nèi)臨界油氣當量比均超過3。
　　本文得