[發(fā)明專利]一種火焰穩(wěn)定裝置、燃燒裝置及試驗方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810735420.2
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN108895483A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅世彬
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南云頂智能科技有限公司
• 主分類號: F23R3/22
• 分類號: F23R3/22;G01M99/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 鄒大堅;蔣維特

本發(fā)明公開了一種火焰穩(wěn)定裝置、燃燒裝置及試驗方法，火焰穩(wěn)定裝置包括基座、滑動板和平移傳動桿；所述基座上具有凹陷的空腔；所述滑動板設(shè)置在所述空腔內(nèi)，并可在所述空腔內(nèi)沿空腔的軸向移動；所述平移傳動桿固定安裝在所述滑動板的底面上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)凹陷空腔深度的連續(xù)可調(diào)，往復(fù)可調(diào)，滿足多樣化的試驗需求，效率更高的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超燃沖壓發(fā)動機火焰穩(wěn)定及其試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種火焰穩(wěn)定裝置、燃燒裝置及試驗方法。

背景技術(shù)

超聲速燃燒來流速度快，燃料在燃燒室內(nèi)的滯留時間只有毫秒級，要在如此短的時間內(nèi)完成燃料與來流的混合、點火、形成擴散火焰并傳播至整個燃燒室，實現(xiàn)穩(wěn)定、高效的燃燒流場，難度很大。超燃沖壓發(fā)動機燃燒室內(nèi)流速達到500m/s以上，而且隨當量比變化而變化，這對火焰穩(wěn)定器的穩(wěn)焰范圍和工作穩(wěn)定性提出了更高的要求。如何設(shè)計高燃燒效率、寬穩(wěn)焰邊界、低阻低損失的火焰穩(wěn)定器成為超燃燃燒流動研究與燃燒室設(shè)計的重要內(nèi)容之一。

凹腔火焰穩(wěn)定器是一種常用的超聲速燃燒火焰穩(wěn)定技術(shù)，結(jié)構(gòu)上它由后向臺階和前向臺階組成。氣流流過凹腔，會在凹腔內(nèi)形成一個回流區(qū)，其基本充滿整個凹腔，所以回流區(qū)較大，這無疑增加了火焰穩(wěn)定能力；凹腔分離流的再附著點基本上位于后緣拐點附近，形成的激波強度較弱，減小了總壓損失。多項試驗表明凹腔是一種有效的超聲速燃燒火焰穩(wěn)定器，目前被普遍采用。

氣流流過凹腔時，在凹腔前緣處分離，在凹腔內(nèi)出現(xiàn)回流，凹腔內(nèi)低速回流與高速主氣流形成剪切層。按剪切層發(fā)展模態(tài)將超聲速凹腔流動分為開式、閉式和過渡三種類型。開式凹腔是指：在前緣形成的剪切層橫跨整個凹腔，再附著于凹腔后壁，在分離和再附著點有弱激波，出現(xiàn)高強度的聲波。閉式凹腔是指：剪切層無法橫跨整個凹腔，再附著于凹腔底部，形成兩個大的回流區(qū)，無聲波出現(xiàn)。過渡型則處于中間狀態(tài)。雖然凹腔流動類型與凹腔結(jié)構(gòu)尺寸、主流馬赫數(shù)和來流附面層厚度等多個參數(shù)相關(guān)，但目前普遍認為凹腔的長深比L/D是決定凹腔流動類型的主要因素，并定義L/D<10為開式凹腔、L/D>13為閉式凹腔、L/D＝10～13為過渡型凹腔。

現(xiàn)有技術(shù)采用的都是固定凹腔結(jié)構(gòu)的方法，其關(guān)鍵參數(shù)L/D的數(shù)值大小不能在一次熱試車過程中根據(jù)具體的氣流條件進行調(diào)節(jié)。凹腔的L/D大小對火焰穩(wěn)定能力、點火性能、流動振動特性、阻力特性等具有重要的影響，并且隨氣流參數(shù)條件的變化而發(fā)生改變。目前關(guān)于凹腔L/D數(shù)值對燃燒性能的影響研究中多采用隨機選取離散點的辦法，所選取的典型固定離散值局限在3、5、7、9等參數(shù)附近，且無法調(diào)節(jié)。凹腔火焰穩(wěn)定器在試驗過程中無法根據(jù)點火前后、轉(zhuǎn)工況前后氣流條件的改變而調(diào)節(jié)，使得非設(shè)計工況下火焰穩(wěn)定性能降低，或阻力提高，無法發(fā)揮凹腔火焰穩(wěn)定裝置的最優(yōu)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可實現(xiàn)凹陷空腔深度的連續(xù)可調(diào)，往復(fù)可調(diào)，滿足多樣化的試驗需求，效率更高的火焰穩(wěn)定裝置、燃燒裝置及試驗方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種火焰穩(wěn)定裝置，包括基座、滑動板和平移傳動桿；所述基座上具有凹陷的空腔；所述滑動板設(shè)置在所述空腔內(nèi)，并可在所述空腔內(nèi)沿空腔的軸向移動；所述平移傳動桿固定安裝在所述滑動板的底面上。

進一步地，所述滑動板上還設(shè)置有導(dǎo)氣通孔，所述滑動板的底面上設(shè)置有與所述導(dǎo)氣通孔連接的導(dǎo)氣管接口。

進一步地，還包括多孔介質(zhì)防熱板，所述多孔介質(zhì)防熱板覆蓋在所述滑動板的頂面。

進一步地，所述多孔介質(zhì)防熱板與所述滑動板之間具有空氣隔腔。

進一步地，所述空腔的底部還具有底板，所述底板上設(shè)置傳動孔和導(dǎo)氣管孔；所述平移傳動桿穿過所述傳動孔，所述導(dǎo)氣管接口穿過所述導(dǎo)氣管孔。

進一步地，還包括定位桿，所述定位桿穿過所述底板上的定位孔與所述滑動板的底面固定連接。