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燃烧室的工作流程优化方案

时间:2023-07-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:进入燃烧室内的空气与燃油混合,形成的混合气被火花塞点燃,燃油的化学能转化为热能,气体的能量进一步放大,为高温、高压炙热气流在涡轮转子叶片通道间的膨胀做功创造条件。燃烧室火焰筒的进气通道将空气流划分为主级空气流和次级空气流,并将主级空气分配至燃油喷嘴和火花塞区域。

燃烧室的工作流程优化方案

燃烧室进口处的空气总压与压气机扩散器进口的总压基本保持不变(略有下降),动压下降,静压增加至最大值,空气密度最大,空气流量和氧浓度足以满足充分燃烧需求。同时,此处的空气流速降至最低,满足稳定燃烧需求。也就是说,气流的最大静压和最小流速满足了①火焰能够充分燃烧;②火焰传播速度等于燃气流动速度。

进入燃烧室内的空气(约占空气总量的20%~25%)与燃油混合,形成的混合气被火花塞点燃,燃油的化学能转化为热能,气体的能量进一步放大,为高温、高压炙热气流在涡轮转子叶片通道间的膨胀做功创造条件。(www.xing528.com)

燃烧室火焰筒的进气通道将空气流划分为主级空气流和次级空气流,并将主级空气分配至燃油喷嘴和火花塞区域。同时,将次级空气流分配至燃烧室内表面,把高温火焰与内表面金属隔离开来,形成空气隔离层,以控制燃烧室内表面温度,保护火焰筒和OCC不被高温火焰烧蚀。主级空气流与燃油混合燃烧形成的燃气,在进入燃气涡轮前,与次级空气流的一部分相遇并充分混合,这样的混合有两个好处:一是降低了燃气温度,避免了高温燃气对涡轮部件的热冲击损伤;二是增加了空气流量总量,形成了更大的质量气流对燃气涡轮做功。而次级空气流的另外一部分,沿燃烧室环状通道继续向前流动,并通过第1级涡轮喷口(导向器)构型上的通道孔径,进入燃气涡轮转子叶片内部,用于燃气涡轮叶片的冷却;进而,进入燃气涡轮转轴内部流道里,用于平衡燃气涡轮转子的正向推力。因此,概括地说,进入燃气涡轮的气流,大部分对燃气涡轮转子做功,一小部分用于冷却燃气涡轮和平衡燃气涡轮转子的正向推力。同样,这部分用于冷却和平衡的空气流继续朝前流动,对动力涡轮进行冷却以及对涡轮转子进行轴向正推力平衡。由于流入动力涡轮的空气流温度已较低,因此,已没有必要对动力涡轮进行正面冷却,仅仅对涡轮转子根部进行冷却即可(参见第5.5节,涡轮的冷却和平衡空气)。

燃烧室油-气混合、混合气燃烧以及排气流程,请参见图1.14。

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