[發(fā)明專利]一種帶有整流板的擴壓器及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110628477.4
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113324261B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 閆玥;索建秦;梁紅俠;李樂;孫付軍;朱鵬飛;馮翔洲;李岳;李前東
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: F23R3/04
• 分類號: F23R3/04
• 代理公司: 西安凱多思知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 云燕春

1.一種帶有整流板的擴壓器，沿軸向依次包括前置擴壓器（1）、突擴擴壓段（3）、火焰筒（4）和內(nèi)外環(huán)腔（5），火焰筒（4）內(nèi)為燃燒室；突擴擴壓段（3）位于前置擴壓器（1）的出口與火焰筒頭部法蘭（18）之間，火焰筒（4）內(nèi)、外壁面的外表面分別與燃燒室機匣內(nèi)、外壁面的內(nèi)表面之間形成內(nèi)外環(huán)腔（5）；其特征在于：還包括位于突擴擴壓段（3）的整流板（2），整流板（2）與前置擴壓器（1）的出口相對，并垂直于燃燒室的軸向，包括導流孔和導流板，根據(jù)燃燒氣體的設計值對應得到整流板上的開孔面積大小；

多個所述導流孔與燃燒室的火焰筒頭部（17）一一對應設置，所述導流孔包括位于中心的圓孔（9）、扇形孔（10）、支承肋（11）、冷卻小孔（12）；圓孔（9）與火焰筒頭部（17）同軸，氣流從前置擴壓器出口8流出后進入整流板2，氣流的一部分通過整流板2上的圓孔9，通過突擴區(qū)之后流入火焰筒頭部17的副模參與燃燒；多個扇形孔（10）沿周向均布于圓孔（9）外圍，其內(nèi)、外弧面所在圓周均與圓孔（9）同心，相鄰扇形孔（10）之間通過支承肋（11）連接，氣流的一部分通過整流板上的扇形孔10，通過突擴區(qū)之后流入火焰筒頭部17的主模參與燃燒；若干冷卻小孔（12）開設于圓孔（9）與扇形孔（10）之間的板面上，流入氣流的另一部分通過整流板2上的冷卻小孔12，通過突擴區(qū)后流入火焰筒頭部17上的冷卻小孔對頭部進行冷卻；導流板（13）包括對稱設置于整流板上、下端的上板和下板，上板和下板均朝向火焰筒頭部（17）傾斜，與火焰筒頭部（17）軸向的夾角均為α，α為20～40°，剩余部分氣流沿整流板2上的導流板13以一定傾斜角度穿過突擴區(qū)并進入燃燒室內(nèi)外環(huán)腔，之后通過火焰筒上的摻混孔23進入火焰筒對作為摻混氣流；所述整流板2和火焰筒頭部法蘭18之間的距離是前置擴壓器1出口高度的0.8～1.1倍。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有整流板的擴壓器，其特征在于：所述前置擴壓器（1）的擴壓器壁面（7）為等壓力梯度型面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有整流板的擴壓器，其特征在于：所述的整流板上圓孔（9）的孔徑根據(jù)火焰筒頭部（17）的副模設計流量確定；首先，由總設計要求得到火焰筒總有效流通面積，副模設計流量比例為M_副，通過以下公式計算得到圓孔直徑：

;

式中，M_副為副模設計流量，q_ma3.1為火焰筒進口流量，p_t3.1為火焰筒進口總壓，p_t4為燃燒室出口總壓，ρ_a3.1為密度，C_d為流量系數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有整流板的擴壓器，其特征在于：所述扇形孔（10）的數(shù)量為3～5個，其內(nèi)、外弧面所在圓周的直徑與火焰筒頭部主模尺寸保持一致；內(nèi)弧面直徑d_10-內(nèi)=d₉+冷卻小孔的徑向尺寸，主模設計流量比例為M_主，外弧面直徑計算公式如下：

式中，M_主為主模設計流量，q_ma3.1為火焰筒進口流量，p_t3.1為火焰筒進口總壓，p_t4為燃燒室出口總壓，ρ_a3.1為密度，C_d為流量系數(shù)，d_10-內(nèi)為扇形孔內(nèi)徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述帶有整流板的擴壓器，其特征在于：所述冷卻小孔（12）的孔徑為0.4～0.6mm，在圓孔（9）與扇形孔（10）之間設置1～3排。

6.一種權(quán)利要求1所述帶有整流板的擴壓器與燃燒室的匹配應用，其特征在于：所述燃燒室為單旋流燃燒室、分級分區(qū)的雙旋流或多旋流燃燒室。