罗罗发动机燃烧室简介.pptVIP

第四章　燃烧室 第一节　概 述 燃烧室：是燃气涡轮发动机的重要部件，其功用是把高压空气与燃油混合燃烧，将化学能转变为热能，形成高温高压的燃气 。 对燃烧室的基本要求 点火可靠，余气系数控制在一定范围 燃烧稳定 燃烧完全，用燃烧效率表示 总压损失小，用总压恢复系数表示 尺寸小 出口温度分布满足要求 排气污染小 一、点火可靠 点火可靠：在一定的外界条件下能保证可靠点火,即能在地面和空中可靠的点火。 影响点火可靠性的主要因素：燃油与空气的比例（油气比、余气系数、当量比） 1、油气比 燃烧室燃油流量 / 燃烧室空气流量 2、余气系数 进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量完全燃烧所需要的理论空气量之比。 余气系数的物理意义 表示贫油和富油的程度 α＜１时为富油; α ＞１时为贫油; 航空发动机的余气系数一般为3.5－4.5 3. 当量比 定义：完全燃烧一公斤空气所需的燃油质量 余气系数与当量比互为倒数： 二、燃烧要稳定 要求燃烧室在点燃以后,必须在规定的全部飞行高度和速度范围内都能保证稳定燃烧而不被吹熄 稳定燃烧的条件:气流速度＝火焰传播速度. 燃烧稳定特性：在一定的进气条件下,用能稳定燃烧的贫油、富油极限之间的余气系数范围来表示,此范围越宽,表示燃烧稳定性越好 三、燃烧完全 用燃烧效率和燃烧完全系数来表示。 燃烧效率：一公斤燃油燃烧后实际放出的热量与燃油的热值之比 。 （0.95~0.98） 四、出口温度分布要满足要求 除点火过程外,火焰不得伸出燃烧室 出口温度场均匀，在出口环腔内最高温度与平均温度之差不得超过100－120℃ 在径向上：靠近涡轮叶片叶尖和叶根处的温度应低一些, 而在距叶尖大约三分之一处温度最高 五、总压损失小 燃烧室的总压恢复系数: 燃烧室出口总压 / 燃烧室进口总压（0.94） 扩压产生的流阻损失 空气从小孔,缝隙流入燃烧室时的摩擦损失 冷热气流掺混造成的损失 加热(燃烧)造成的热阻损失 六、燃烧室的尺寸要小 长度减小, 重量减轻, 压气机和涡轮间距离减小, 机匣和转子的重量减小。 直径减小，迎风面积减小 容热强度 在单位压力和单位燃烧室容积中,一个小时之内,进入燃烧室的燃油燃烧实际所释放出的热量（1200~2000kj/m3 h Pa） 容热强度大，表示燃烧室的尺寸小； 容热强度小，表示燃烧室的尺寸大。 七、燃烧产物对大气的污染要小 燃烧室排放的污染物, 除了因燃油中含硫而生成的SO2外, 通常还有CO、HC、NO2、NO、烟等 污染物的含量随发动机的工作状态而变化,其规律如下图所示 八、寿命长 在航空发动机中, 燃烧室在高温情况下工作, 条件十分恶劣, 往往需要经常检修或更换零件,合理地组织燃烧和冷却, 或采用高性能耐热材料等,以提高燃烧室的寿命 燃烧室的工作特点 燃烧室工作的基本情形 燃烧室内气体参数变化情形（P82图4-3） 燃烧室的工作特点 燃烧气流的速度高 出口温度受涡轮叶片材料强度限制 第二节 燃烧室的分类和组件 一、燃烧室的分类 分类： 管形（筒形）燃烧室 环管形燃烧室 环形燃烧室 环形燃烧室 二、燃烧室组件 机匣（外套） 扩压器 火焰筒 喷油嘴 :雾化 点火装置 旋流器 :回流区 连焰管 :传焰 ,均压 机匣 形成二股气流的通道； 承力。 扩压器 减速，便于燃烧稳定； 将空气分流成一股气流和二股气流。 火焰筒：包括火焰筒筒体和旋流器 旋流器的作用：形成回流区，保证稳定燃烧 火焰筒筒体的作用和工作环境 点火器 直接点火器 间接点火器 喷嘴：将燃油雾化，加速燃油与空气的掺混 （1）离心喷嘴 单油路喷嘴、双油路喷嘴 优点：工作可靠，结构坚固，易于调试 缺点：供油压力高，存在富油区，有污染 （2）气动喷嘴 优点：混合均匀，避免富油区，供油压力小，工作范围宽。 缺点：起动时雾化不良 （3）蒸发管式喷嘴 第三节 燃烧室的稳定燃烧(*) 一、降低燃烧室内局部区域气流速度 扩压器：将气流速度从100m/s降到40m/s 旋流器 降低气流轴向速度 形成低压区 锥形火焰稳定器 P89图4-14 二、提高火焰传播速度 分股进气 促使燃料迅速汽化 组成余气系数合适的混合气 分股进气（P89图4-15） 促使燃料迅速汽化 油、气混合的两个阶段： 雾化：燃油被撕碎成微小的油珠； 汽化：油珠汽化。 油滴直径越小,说明燃油雾化的质量越高 燃料汽化速度越快，火焰传播速度越快。 在回流区边界区域组成余气系数合适的混合气 三、稳定点火源形成 第四节