多旋流LPP燃燒室燃燒特性數值研究.pdf

1、燃氣渦輪發動機向大功率，高推重比方向發展的同時，排氣污染也不斷增加?；诃h境保護的要求，對燃氣渦輪發動機排放物(尤其是NOx)也提出了更為嚴格的限制。降低NOx排放的重要手段之一是采用高效的貧燃料預混合預蒸發LPP(Lean PremixedPre-evaporation)燃燒方式。而多旋流燃燒室是當前航空燃氣輪機燃燒室設計采用的主要燃燒方式。多旋流具有穩定高效燃燒作用，而旋流數和流量分配是重要的操作參數。迄今為止的多旋流研究集中在穩定

2、燃燒條件等方面。本文對多旋流燃燒過程進行分析后認為，壓氣機的高溫空氣在旋流杯內與霧化燃油有重要的預混合預蒸發LPP過程。當旋流器的結構一定時，空氣流量分配對LPP過程有重要的影響。而旋流杯內的LPP過程所形成的部分燃油蒸發氣與空氣的可燃混合物，對燃燒室內的燃燒方式、燃燒狀態有重要影響。
　　本文采用CFD數值模擬方法對帶有雙級旋流器的旋流杯內部和燃燒室火焰筒頭部的預混合預蒸發特性、燃燒特性進行了數值研究。預測了燃燒室內污染物的生成

3、。對涉及多旋流燃燒室穩定燃燒的貧油熄火征兆現象進行了CFD數值研究。二級旋流器的流量分配對預蒸發預混合效果和燃燒狀態有重要影響。參考他人二級旋流器模型燃燒室的試驗研究，選定兩級旋流器氣體總流量為定值。改變一級旋流器與二級旋流器的流量分配比為1:5時，研究結果表明，在二級旋流杯內的預蒸發預混合效果較好。燃燒室內的燃燒狀態符合性能要求，是較合適的流量分配比例。較高的流量分配比會導致火焰溫度峰值高，可燃混合氣和燃燒火焰集中于燃燒室的中后部，N