题目：对冲火焰低污染燃烧基础研究

随着人们对生存环境以及自身健康的日益关注，航空燃气轮机的污染排放问题受到了越来越严格的限制。本文通过分析污染排放物的生成机理，及分析国内外目前的低污染燃烧室所采用的低污染燃烧技术的基本原理和技术特点，提出全新概念的低污染燃烧室——对冲火焰低污染燃烧室。对冲火焰低污染燃烧室将湍流预混预蒸发技术、对冲火焰技术与常规燃烧室的旋流杯头部结构相结合：该低污染燃烧室采用分级燃烧概念设计，预燃级为常规燃烧室的旋流杯结构以保证燃烧室的熄火和点火性能，主燃级为湍流预混预蒸发的对冲火焰以保证在设计状态下的燃烧效率、出口温度分布和污染发排放等性能。在小功率状态时，预燃级单独工作；在大功率状态时，预燃级和主燃级共同工作，此时预燃级仅起到为主燃级提供稳定火源的作用。为了能够找到影响主燃级预混预蒸发管燃油蒸发和油气混合的关键因素，并对主燃级预混预蒸发管的设计方法进行探索，本文针对预混预蒸发管在贫油状态下的蒸发性能和油气混合性能进行了试验研究：通过对预混预蒸发管的蒸发性能进行研究表明，主要的影响因素是空气温度、燃油雾化性能和预混预蒸发管内当量比，而预混预蒸发管内湍流度和结构上的不同对燃油蒸发影响不明显；通过对预混预蒸发管的油气混合性能进行研究表明，对油气混合影响最大的是油气匹配问题。这里包括燃油雾化性能、油雾空间分布特性和空气流动状态之间的匹配问题。综合预混预蒸发管的研究结果，为对冲火焰低污染燃烧室特别设计了主燃级预混预蒸发管，并对对冲火焰低污染燃烧室进行了燃烧性能试验研究。由研究结果可知，对冲火焰低污染燃烧室能大幅降低燃烧室污染物的排放，可以取得非常好的低污染燃烧的效果，对冲火焰低污染燃烧室的污染物排放具有比目前ICAO推行的CAEP6标准的NOx排放规定低50%的排放的能力。综合上述研究结果可知，对冲火焰低污染燃烧技术在工程应用方面是一种全新的低污染燃烧技术，具有很好的发展前景。使用该技术的对冲火焰低污染燃烧室是一款全新概念的低污染燃烧室，具有很强的低污染排放能力，但是若要使其能实际应用于人们的现实生活中，还需要进行大量的后续研究工作。