● 摘要
本文对采用中心同轴结构的燃烧室头部旋流器进行了非定常流动特性试验,主要考察预燃级旋流喷嘴在无外激励条件下固有流动的脉动特征,在外激条件下旋流喷嘴的流动响应特征以及外激励下固有流动脉动与外激扰动之间的耦合特性。
在无外激励下的旋流喷嘴流动特性试验中发现旋流喷嘴下游存在由于流动固有的涡结构(如进动涡、剪切层涡脱落)而引发的速度脉动,这种固有流动脉动在套筒壁面附近流场尤为强烈,其幅值最高可达平均流的5.8%。固有流动的脉动频率与理论射流速度线性相关,其脉动幅值顺流方向逐渐衰减直至消失。
在外激励下旋流喷嘴出口下游同时存在外激速度脉动以及喷嘴固有流动脉动,外激速度脉动在套筒壁面附近流场较强但脉动幅值最大点与固有流动脉动略有不同。外激压力脉动会与旋流喷嘴上游腔道内的声模态相互耦合产生共振或者消声效应从而极大的增强或者削弱出口处外激速度脉动。通过传递函数发现对于大多数测点其速度脉动对外激扰动的响应要比上游压力脉动更为敏感,各测点速度脉动的响应特性也不相同导致整场响应特性较为复杂。
外激脉动会与固有流动脉动特征相互影响从而产生涡—波耦合现象造成相干脉动,相干脉动的频率为二者脉动频率简单的相加或相减。在较低的理论射流速度下产生相干脉动的频率范围较之更高射流速度的情况有着明显拓宽,说明涡—波耦合现象更容易发生在较低的流速下。
相关内容
相关标签