[發(fā)明專利]一種單油路預(yù)膜式交錯(cuò)板主燃級(jí)的預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310250056.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103335333A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱;許全宏;林宇震;李林;郭凱;徐華勝;鄧遠(yuǎn)灝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);中國(guó)燃?xì)鉁u輪研究院
• 主分類號(hào): F23R3/52
• 分類號(hào): F23R3/52;F23R3/30;F23R3/38
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;顧煒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單油路預(yù)膜式交錯(cuò)板主燃級(jí)的預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室。

背景技術(shù)

現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的基本性能和結(jié)構(gòu)分布已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平，但是對(duì)于現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室來(lái)說(shuō)，仍然存在大量的難題和挑戰(zhàn)，新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)、新概念的發(fā)展應(yīng)用才是保證其持續(xù)進(jìn)步的源泉。現(xiàn)代民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的主要發(fā)展趨勢(shì)是低污染燃燒。民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室必須滿足日益嚴(yán)格的航空發(fā)動(dòng)機(jī)污染排放標(biāo)準(zhǔn)。目前采用的CAEP6（Committee?on?Aviation?Environmental?Protection）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)污染排放物的規(guī)定已經(jīng)非常嚴(yán)格，特別是對(duì)NOx污染排放要求；而最新的CAEP8標(biāo)準(zhǔn)提出了將NOx的排放在CAEP6的排放標(biāo)準(zhǔn)上降低15%，隨著航空業(yè)的迅猛發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的不斷提高，未來(lái)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室污染排放會(huì)提出更高的要求。而不管是何種先進(jìn)的低污染燃燒室，其關(guān)鍵技術(shù)就是降低NOx（氮氧化物）、CO（一氧化碳）、UHC（未燃碳?xì)浠衔铮┖兔盁煹娜紵夹g(shù)，核心問(wèn)題是降低燃燒區(qū)的溫度，同時(shí)使燃燒區(qū)溫度場(chǎng)均勻，即整體和局部的當(dāng)量比控制，而主燃區(qū)當(dāng)量比的均勻性又主要取決于燃油霧化和油氣摻混的均勻性。本發(fā)明是針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)低污染燃燒的新方法。根據(jù)NOx與CO產(chǎn)生的機(jī)理及試驗(yàn)結(jié)果可知：燃燒室的主燃區(qū)當(dāng)量比在0.6～0.8范圍內(nèi)產(chǎn)生的NOx與CO（UHC和CO的排放規(guī)律類似）很少。基于此原理，要兼顧NOx與CO、UHC的排放量都處于低值范圍，應(yīng)考慮兩個(gè)因素：其一是主燃區(qū)的平均當(dāng)量比，其二是主燃區(qū)平均當(dāng)量比的均勻性，并且在所有航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況下都應(yīng)如此。而主燃區(qū)當(dāng)量比的均勻性又主要取決于燃油霧化和油氣摻混的均勻性。這主要取決于兩方面：一是燃油顆粒直徑分布的均勻性，即SMD的分布均勻性；二則是燃油油霧濃度分布的均勻性。從燃燒方式講，應(yīng)采用均勻的預(yù)混燃燒，達(dá)到主燃區(qū)當(dāng)量比均勻性要求以降低污染排放。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)不足，運(yùn)用預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒技術(shù)，提供了一種單油路預(yù)膜式交錯(cuò)板主燃級(jí)的預(yù)混預(yù)蒸發(fā)低污染燃燒室，燃燒室采用中心分級(jí)燃燒的模式，預(yù)燃級(jí)在中心，采用擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒相結(jié)合的方式，用以保證燃燒室工作的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)降低小工況下的污染排放；主燃級(jí)采用預(yù)混預(yù)蒸發(fā)燃燒方式，能有效的降低燃燒污染物。主燃級(jí)燃油在預(yù)膜板上形成油膜，油膜在兩股旋流作用下霧化、蒸發(fā)及與空氣摻混，形成周向分布均勻的油氣混合物；油氣混合物又在主燃級(jí)交錯(cuò)板的作用下增加了燃油和空氣的徑向摻混，提高油霧沿徑向均勻性；進(jìn)一步的，在主燃級(jí)外旋流器和主燃級(jí)內(nèi)旋流器旋轉(zhuǎn)氣流的作用下進(jìn)一步蒸發(fā)并與空氣摻混；在主燃級(jí)出口形成均勻的油氣混合物，并以一定的旋流形式進(jìn)入主燃區(qū)進(jìn)行預(yù)混燃燒；預(yù)膜板和交錯(cuò)板的設(shè)計(jì)大大提升了主燃級(jí)預(yù)混預(yù)蒸發(fā)段的油氣混合物均勻性，降低了航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的污染排放水平。