[發明專利]一種帶筋條的波浪尾緣支板火焰穩定器

在審

• 申請號: 202211577962.4
• 申請日: 2022-12-02
• 公開（公告）號: CN115930261A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 鐘尉;盛志強;汲心月;胡曉安
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: F23R3/18
• 分類號: F23R3/18
• 代理公司: 深圳市智旭鼎浩知識產權代理事務所(普通合伙) 44746
• 代理人: 付龍

本發明涉及一種帶筋條的波浪尾緣支板火焰穩定器，波浪尾緣支板火焰穩定器由前緣、平直段、V型波浪尾緣組成，在平直段兩側面都布置3～5對呈梯形的筋條。本發明的優點和取得的有益效果為：加力燃燒室采用該帶筋條的波浪尾緣支板火焰穩定器，火焰穩定性能好，火焰傳播速度快，流阻損失小，燃燒效率高。

技術領域

本發明涉及一種帶筋條的波浪尾緣支板火焰穩定器，其可用于高推重比航空發動機的一體化加力燃燒室，屬于航空技術領域。

背景技術

新一代加力渦扇發動機追求高的推重比，在加力燃燒室方面，就要求零部件簡潔，冷態流阻損失低，加力段長度占比小，同時加力燃燒效率高。加力燃燒室采用火焰穩定器穩定火焰組織燃燒，火焰穩定器的性能是加力燃燒室性能的決定性影響因素。新一代加力渦扇發動機大多采用整流支板與火焰穩定器一體化設計的一體化加力燃燒室。但常規支板火焰穩定器產生卡門渦街型回流渦，其回流渦穩定性較差，會導致局部不穩定的燃燒。

因加力段長度占比小，燃油噴射到火焰穩定器尾緣距離相應變小，在被點燃前燃油霧化、蒸發和摻混不充分，容易導致燃燒不穩定，與回流渦導致的不穩定燃燒疊加后，會放大燃燒不穩定問題，進而影響燃燒反應進程；火焰穩定器尾緣到噴管出口距離相應變小，燃燒段變短，火焰穩定器后回流區火焰在橫向來不及傳遍整個燃燒室，部分油氣混合物未被充分燃燒，部分油氣混合物未參與燃燒而被直接排出，因而嚴重影響了加力燃燒效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶筋條的波浪尾緣支板火焰穩定器，將支板火焰穩定器的尾緣改為波浪尾緣，并在支板火焰穩定器兩側面布置筋條，以提高火焰穩定性和火焰傳播速度，減小流阻損失，增大燃燒效率。

本發明通過如下技術方案實現。

一種帶筋條的波浪尾緣支板火焰穩定器，將支板火焰穩定器的V型尾緣改為V型波浪尾緣，并在支板火焰穩定器兩側面都布置筋條。

進一步，所述的波浪尾緣支板火焰穩定器，平均弦長90～150mm，展長由具體發動機確定，波浪尾緣支板火焰穩定器主要由前緣、平直段、V型波浪尾緣組成，平直段的兩側面都布置3～5對筋條，前緣為橢圓型面，橢圓長軸尺寸是短軸的1.75～2.5倍，前緣與平直段相切連續，平直段寬18～28mm，V型波浪尾緣寬24～36mm，V型波浪尾緣各處橫截面形狀相同，后V形型面夾角100°～150°，前V形型面與后V形型面平行，V型波浪尾緣側面寬1.5～3mm，V型波浪尾緣含3～5個波長，在波峰位置起始和終止，V型波浪尾緣的波浪形為在鋸齒形波的波峰和波谷倒圓角得到，圓角半徑15～30mm，鋸齒形波振幅為6～15mm。

進一步，所述的筋條厚1～3mm，側面呈梯形，筋條前緣高1～3mm，筋條尾緣高4～6mm，筋條長20～30mm，相鄰筋條前緣間距7～11mm，相鄰筋條尾緣間距7～11mm，筋條對與鋸齒形波的鋸齒邊平行，筋條與V型波浪尾緣處平行的鋸齒邊距離為13～18mm。

與現有技術相比，本發明的優點和取得的有益效果為：

第一，火焰穩定性能好。常規支板火焰穩定器產生卡門渦街型回流渦，其回流渦穩定性較差。將常規支板火焰穩定器的V型尾緣改成V型波浪尾緣，其產生穩定的K-H型回流渦。在V型波浪尾緣前平行布置筋條，形成凹腔并強化筋條誘導的流向渦。這種構型以及被強化的流向渦不僅利于燃油的蒸發和摻混，且使燃油在波谷相對富集，可擴大穩定燃燒范圍，而燃油分布與橫向回流區大小以及流向渦位置相匹配，進一步利于獲得穩定高效的燃燒。

第二，火焰傳播速度快。相比常規支板火焰穩定器，波浪尾緣支板火焰穩定器的波谷回流區變寬，波峰回流區變窄，筋條誘導的流向渦位于波谷回流區兩側，進一步擴大了波谷回流區范圍，強化了回流與兩側主流之間的熱質對流傳輸，且燃油在波谷相對富集，因而燃燒反應更激烈，這些都有利于獲得更快的火焰傳播速度。