扇形段与全环燃烧室熄火性能换算研究

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1、第42卷第3期2016年6月航空发动机AeroengineV01．42No．3Jun．2016扇形段与全环燃烧室熄火性能换算研究杨志民1，赵明龙1，林宇震2，葛新1，刘金林-(1．中工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015；2．北京航空航天大学航空发动机气动热力重点实验室，北京100083)摘要：为研究不同类型燃烧室试验件熄火性能之间的关系，开展了扇形段和金环燃烧室的熄火性能试验。通过试验对比了二者熄火规律的相似性和差异性，并分析了造成差异的主要因素。以Lefebvre熄火模型为基础，结合雾化数据，拟合得到扇形段与全环燃烧室的贫油熄火经验关系式，并推算出二者熄火性能的定量换

2、算公式。结果表明：扇形段与全环燃烧室的熄火边界变化规律类似，但在相同的工作状态条件下，全环燃烧室的贫油熄火油气比小于扇形段的相应值。关键词：贫油熄火性能；全环燃烧室；扇形段燃烧室；旋流杯；索太尔平均直径；航空发动机中图分类号：V231．2文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．03．014ConversionInvestigationonBlowoutPerformanceforMulti—SectorandFullAnnularCombustorsYANGZhi—minl，ZHAOMing—lon91，LINYu—zhen2，G

3、EXinl，LIUJin—linl(1．AVICShenyangEngineDesignandResearchInstituteShenyang110015，China；2．NadonalKeyLaboratoryonAero—Engines．BeihangUniversity，Beijing100083，China)Abstract：Anexperimentalresearchwasconductedtostudytherelationshipbetweenblowoutperformancesofmulti—sectorandfullannulareombustors，c

4、omparingsimilaritiesanddifferencesbetweenleanblowoutperformancesofthetwoeombustorsandthemajorfactorsleadingtothedifferenceswereanalyzed．BasedontheatomizationdataandtheLefebvre’Sblowoutmodel．empiricallcanblowoutlimitcorrelationofbothcombustorsweresummarized．Theconversionformulasofblowoutperf

5、ormancesformulti—sectorandfuUannularcombustorswerederived．Theresultsshowthatthemulti—sectorandfullannularcombustorssharesimilarleanblowoutlimitchangingpatternwhilethelcanblowoutdataoffullannularcombustorislowerthanthatofthemulti—sectorcombustorinthesamecondition．Keywords：leanblowoutperforma

6、nce；fullannularcombustor；multi—sectorcombustor；swirlcup；SauterMeanDiameter；aeroengine0引言燃烧室是航空发动机的核心部件之一，试验研究目前仍是其技术研发的重要手段。国外通常采用划分技术成熟度阶段的方式来开展发动机燃烧室的技术研究工作11I。燃烧室部件试验从低成熟度至高成熟度水平依次包括单头部、扇形段及全环形燃烧室试验。早在20世纪70年代，NASA试验研究证明了扇形段燃烧室的性能试验结果与全环燃烧室的结果存在必然的一致性【2】。扇形段燃烧室试验方法能够有效地降低经济成本，缩短研制周期，因而被各

7、国家研究机构广泛采用。另一方面，对比研究表明，由于受到侧壁效应131等因素的影响，扇形段燃烧室的性能结果与全环燃烧室的结果存在着明显差异州。寻找扇形段与全环燃烧室性能之间的关联性和差异性，建立定量的换算关系，即可运用扇形件的试验结果推测估算全环燃烧室的燃烧性能，并为未来燃烧室的性能试验提供参考，具有重要的实际意义。本文分别进行了某型燃烧室扇形段和全环试验件的熄火性能试验，得到了二者的熄火曲线变化规律，并定量研究了二者熄火陛能的换算关系。1试验系统与方法1．1燃烧室熄火试验扇形段和全环燃烧室熄火试验均在沈