● 摘要
冲压转子发动机是集冲压发动机和燃气轮机于一体的新概念发动机,它利用高速旋转轮盘边缘产生的相对超音速气流,通过一系列激波冲压压缩来实现气流的增压,然后压缩气体进入转子上的燃烧室与燃料混合燃烧,其特点是转子上的燃烧发生在强离心力场下。由于离心力的作用,转子上的燃烧室的火焰稳定燃烧是一难题,本文就是基于此对转子上燃烧室的稳定燃烧进行研究,提出了一种新型火焰稳定装置为燃烧室提供稳定的点火源,以保证燃烧室的稳定燃烧。 本文确立了火焰稳定装置的基本结构和燃烧组织形式,采用封闭管道内的旋流加钝体的火焰稳定方式,并对其工作原理进行了分析。主要内容包括火焰稳定装置试验段的设计,加工;火焰稳定装置的数值模拟;火焰稳定装置燃烧性能的试验研究。数值模拟主要包括:火焰稳定装置冷态流场的模拟和分析及其在弯管段上的冷态流场的模拟和分析。燃烧性能试验研究内容包括火焰稳定装置单独点火射流火焰试验研究、火焰稳定装置置于弯曲空腔中预混射流火焰试验研究及气流离心力对预混火焰的影响。试验结果表明:火焰稳定器的稳定性受其进气量影响较大,同时,在将其置于弯管段时,高离心力场对预混火焰所产生的浮升力使火焰在切向旋流中的尺寸变小,传播速度加快,但是使火焰的稳定性降低。验证了该火焰稳定装置在离心力条件下有较好的稳火性能。
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