燃烧室思考和练习题..docxVIP

燃烧室及污染排放思考和练习题航空燃气轮机燃烧室的功用是什么？把燃料中的化学能经过燃烧释放出来，转变为热能，直接加入到发动机空气中，提高做功能力航空燃气轮机燃烧室采取何种技术措施来满足发动机对燃烧室的性能要求？①扩压降速②燃油雾化③低速区或回流区稳定火焰④空气分股为什么早期的燃烧室体积和长度都比现在燃烧室大？早期燃烧室多采用单管燃烧室，由于独立的单管火焰筒和单管机匣导致长度较长，现在多采用环形燃烧室，结构紧凑，长度较短。早期的燃烧室容热强度小，所以体积和长度大。进口低温低压，同样参考速度下，燃烧室截面大，喷嘴为离心式和一个涡流器的组合，混合差，燃烧强度低。燃烧室火焰筒内为什么要分区？以燃烧室油气比0.03来说明。航空煤油化学恰当比0.068.若燃烧室设计点的油气比为0.03，远低于化学恰当比。从燃烧看，要保持燃料高效燃烧，只需44%空气，所以气流应分股。采取了燃烧分区后，燃烧区温度远高于金属材料温度，因此，采用一个薄壁火焰筒，讲受热受力分开，并在火焰筒上开孔，防止燃烧室损坏。（5）请叙述燃烧室的正常工作过程，点火起动过程和熄火过程。正常工作过程：气流流动过程的组织-燃料浓度场的组织-燃烧区中可燃混合物的形成、着火与燃烧-混合区中二次掺冷空气与高温燃气掺混过程组织-火焰管壁冷却过程点火启动过程：燃烧室在地面状态情况下，由起动机带动发动机至一定的转速，燃烧室喷油，采用点火装置点火，在一定时间内使燃烧室所有的燃油喷嘴喷出的油雾都能着火熄火过程：通过减少燃烧室的供入油流量，火焰慢慢变小，直到供入燃油不能被主燃区点燃，则熄火。（6）燃烧室的主要结构部分包括什么，各有什么作用？ ①扩压器：降低压气机出口流速，恢复动压头利于组织燃烧②机匣：安装火焰筒，连接发动机压气机部分和涡轮、加力燃烧室部分，是承力件，同时，机匣和火焰筒组成环腔二股气流的通道③喷嘴：用于燃油雾化及空间分布④旋流器：使气流旋转，产生中心回流区，强化稳定燃烧过程⑤帽罩：使空气按照环腔，头部所需量分股时，流动不发生分离，以减小流动损失⑥火焰筒：燃烧室承温部件，实现油气两相流的稳定燃烧，并在下游与冷空气掺混，满足出口温度分布需求（7）在某一个燃烧室出口测量的CO浓度为200ppm，未燃碳氢的浓度为50ppm，这两个浓度值是在压力1.0325×105Pa，温度288K条件下测得的，燃烧室油气比0.025，煤油的热值是43500kJ/kg，请问，该燃烧室的燃烧效率是多少？（8）为什么要规定燃烧室的出口温度品质？出口温度分布系数和平均径向温度分布系数的定义是什么，典型的数值范围，对涡轮的影响如何？燃烧室出口温度分布关系到涡轮的工作环境；出口温度分布系数：指燃烧室出口温度最大值超出平均值的量与燃烧室温升之比，0.25-0.35，越低越好，主要影响涡轮导叶寿命平均径向温度分布系数：燃烧室出口径向温度分布沿周向平均后与出口燃气平均温度之差，再与进出口燃气平均温度之差之比，不超过0.15，主要影响高压涡轮导叶寿命 （9）某燃烧室进、出口平均温度分别为800K、1650K，实测出口温度分布数据如下表习1，请分析出口温度分布的品质。设计的出口温度分布曲线参考下表习2。表习 1径向位置周向位置1周向位置2周向位置3周向位置4周向位置50％1405 1365 1345 1495 1385 10％1540 1520 1563 1583 1543 20％1620 1608 1678 1628 1758 30％1637 1767 1767 1687 1797 40％1685 1793 1763 1693 1793 50％1730 1814 1764 1714 1784 60％1701 1927 1767 1727 1757 70％1750 1831 1731 1851 1741 80％1710 1760 1730 1810 1620 90％1653 1643 1683 1763 1613 100％1325 1385 1495 1555 1405 表习2径向位置0102030405060708090100-0.03-0.05-0.050.020.050.0750.090.0950.07-0.02-0.3（10）为什么要规定发动机燃烧室的慢车贫油熄火边界？因为慢车熄火状态时发动机的最小稳定工作状态，是燃烧室减油过程中慢车贫油熄火重要性的说明，以为在发动机降工况时是减油门，转子由于惯性，减速较慢，空气量相对较多，出现了燃烧室贫油工况，如果此时燃烧室稳定性不好，出现熄火，即贫油熄火，贫油熄火边界限制了发动机的稳定工作边界，因此，对慢车状态的贫油熄火边界要加以限制。（11）为什么燃烧室需要一定的压力降？压力降为什么不能太大？压力降增加1％，航空燃气涡轮发动机的单位推力会降低多少？以推力为10000daN，增压比25，涡