多旋流LPP燃燒室燃燒特性數(shù)值研究.pdf

1、燃氣渦輪發(fā)動機向大功率，高推重比方向發(fā)展的同時，排氣污染也不斷增加。基于環(huán)境保護的要求，對燃氣渦輪發(fā)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(fā)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(shè)計采用的主要燃燒方式。多旋流具有穩(wěn)定高效燃燒作用，而旋流數(shù)和流量分配是重要的操作參數(shù)。迄今為止的多旋流研究集中在穩(wěn)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(nèi)與霧化燃油有重要的預混合預蒸發(fā)LPP過程。當旋流器的結(jié)構(gòu)一定時，空氣流量分配對LPP過程有重要的影響。而旋流杯內(nèi)的LPP過程所形成的部分燃油蒸發(fā)氣與空氣的可燃混合物，對燃燒室內(nèi)的燃燒方式、燃燒狀態(tài)有重要影響。
　　本文采用CFD數(shù)值模擬方法對帶有雙級旋流器的旋流杯內(nèi)部和燃燒室火焰筒頭部的預混合預蒸發(fā)特性、燃燒特性進行了數(shù)值研究。預測了燃燒室內(nèi)污染物的生成

3、。對涉及多旋流燃燒室穩(wěn)定燃燒的貧油熄火征兆現(xiàn)象進行了CFD數(shù)值研究。二級旋流器的流量分配對預蒸發(fā)預混合效果和燃燒狀態(tài)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(jié)果表明，在二級旋流杯內(nèi)的預蒸發(fā)預混合效果較好。燃燒室內(nèi)的燃燒狀態(tài)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