题目：低温低压旋流燃烧点火研究

 

        针对高空点火面临的空气稀薄、燃油雾化差、火焰传播速度低等诸多困难，设计了中心旋流补氧的燃烧室头部结构。

        在常温常压试验台上对该头部结构的有效面积和火焰筒的流量分配进行测量，就可以确定点火试验时头部的空气流量。在常温常压试验台进行补氧点火试验，分析常温常压补氧点火特性，可以验证中心旋流补氧结构的可行性，为低压补氧点火试验提供参考和对照。研究发现，在点火油气比足够小且保持不变的情况下，预燃区补氧量越高，临界进口速度越大；在相同点火能量和火焰筒压降条件下（头部速度也相同），预燃区补氧量越高，点火油气比越小；随着预燃区补氧量增大，点火特性曲线的趋势发生改变，当其增大到一定程度，点火特性曲线不再发生改变。

        设计高空点火试验台，主要是进行低温低压环境设计、旋风分离器设计、尾气换热器设计，利用Flowmaster软件对试验台系统进行建模计算，与试验调试结果对比分析，确定高空点火试验系统方案，燃烧室进口总压和进口流量都可以满足高空点火试验的极限要求。

        通过Chemkin化学反应网络模型计算和高空点火试验对低压点火特性进行了研究，研究表明燃烧室进口总压，头部流速和头部氧浓度对低压点火特性具有很大影响。进口总压越低，点火油气比越大，当压力低至一定程度时，无法实现点火成功，需要通过头部补氧来实现点火，进口总压降低，所需的头部氧浓度急剧升高；当进口总压保持不变时，进口流量越大，头部流速越高，点火越困难；在超低压条件下点火，增大头部氧浓度可以降低极限点火压力。本次研究，实现了进口总压2KPa工况下可靠点火。