[發明專利]一種旋流離心燃燒試驗裝置

有效

• 申請號: 201811360562.1
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109612739B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 范育新;繆俊杰;陶華;劉天池;翟文輝;陳忠良
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;北京動力機械研究所
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 陳風平

本發明公開了一種旋流離心燃燒試驗裝置，試驗裝置整體呈兩端開口的筒形，包括依次連通的用于空氣進入的第一段、用于點火升溫的第二段、用于形成旋轉火焰的第三段、用于離心燃燒的第四段以及用于氣體排出的第五段，各段之間采用法蘭緊固同軸連接。本發明提供一種操作性好、裝拆方便的旋流離心燃燒試驗裝置，可以觀察離心燃燒火焰形狀，測量離心燃燒技術參數并優化旋流離心燃燒室結構參數。

技術領域

本發明涉及一種航空發動機、地面燃氣輪機及其他存在旋轉氣流的燃燒裝置，特別涉及一種旋流離心燃燒試驗裝置。

背景技術

隨著飛行速度和飛行空域的不斷擴展，對發動機的性能要求日益提高，現代高性能航空燃燒室的工作條件與前期燃燒室相比有很大變化：燃燒室進口氣流速度和溫度相比之前都有了較大的增加，高溫下快速蒸發的燃油在高速氣流中的穿透深度很小，已經不能依靠射流來促使燃油和空氣的摻混，點火后在穩定器尾跡區內形成的點火源很難向四周傳播，使得燃燒室出口溫度分布不均勻、燃燒效率低等問題更加突出。

離心燃燒作為一種新型的燃燒組織方式，具有強化油氣摻混、加速火焰徑向傳播、提高燃燒效率、減小燃燒室長度、改善燃燒室出口溫度周向均勻性等優點，是解決上述問題的一種極具潛力的方法。

為了評估離心燃燒技術在實際燃燒室內的效果，需要對離心燃燒技術進行試驗測量，掌握該技術特點、規律，進而優化實際燃燒室內的離心燃燒組織方式。但是現有技術還沒有相應的旋流離心燃燒試驗裝置，不能對離心燃燒技術進行直接觀測、評估并獲得旋流離心燃燒室的優化結構參數。

發明內容

發明目的：本發明提供一種操作性好、裝拆方便的旋流離心燃燒試驗裝置，可以觀察離心燃燒火焰的形成及發展，測量離心燃燒技術參數并優化旋流離心燃燒室結構參數。

技術方案：本發明所述一種旋流離心燃燒試驗裝置，所述旋流離心燃燒試驗裝置整體呈兩端開口的筒形，包括依次連通的用于空氣進入的第一段、用于點火升溫的第二段、用于形成旋轉火焰的第三段、用于離心燃燒的第四段以及用于氣體排出的第五段，各段之間采用法蘭緊固同軸連接；

所述第一段上設置有開口于所述第一段腔體內的第一供油裝置；

所述第二段的外壁分為第一延伸部及第二延伸部，所述第一延伸部向外擴張與沿著靠近第三段的方向直徑逐漸減小的第二延伸部構成外凹腔火焰穩定器，所述第一延伸部上設置有若干第二供油裝置、用于調節所述第二供油裝置與第一延伸部之間松緊的緊固裝置以及用于所述外凹腔火焰穩定器點火的點火裝置；所述第二段設置有用于測量腔體溫度的第一溫度傳感器；

所述第三段內部同軸固定有整流錐與旋流錐，所述整流錐前端延伸至所述第二段的內部，所述旋流錐后端延伸至所述第四段內部；

所述第五段的尾端形成排氣口，所述第五段內設置有用于采集燃氣樣品的采樣器。

優選地，本發明中采集燃氣樣品的采樣器為采樣耙，為了進一步測定燃燒狀況，可同時在第四段出口設置有第二溫度傳感器，分別對燃燒產物的溫度和成分進行測量，獲得旋流離心燃燒的燃燒效率。

優選地，本發明中采用的第一溫度傳感器為K型熱電偶，第二溫度傳感器為B型電熱偶。

本發明的一種優選方式為所述第二供油裝置包括供油管路、與所述供油管路連通的離心噴嘴、固定所述離心噴嘴的固定座，所述離心噴嘴開口于所述第一延伸部的外壁；由于離心噴嘴為薄壁件，采用焊接方法極易破壞其內部結構，本發明的離心噴嘴與固定座之間通過螺紋密封。為了便于試驗不同供油參數的供油方案，故本發明的第二供油裝置采用機械配合的形式安裝。

本發明的一種優選方式為所述緊固裝置包括一端位于所述固定座上端的壓板、支撐所述壓板的支撐機構、以及安裝于所述壓板另一端，用于調節所述壓板與所述固定座松緊程度的調節機構；所述壓板與固定座相近一端設置有用于卡合所述供油管路的凹槽。