题目：级间驻涡燃烧室燃烧组织及性能优化研究

驻涡燃烧室是上世纪90年代提出来的一种在大范围工况内高效而且简单紧凑新概念燃烧室。它不同于传统的旋流燃烧室，其驻涡区与主流被凹腔分隔开，因此获得了良好的火焰稳定性能和宽阔的工作范围。利用驻涡稳焰的显著特点，在发动机尺寸基本不变的条件下在燃气涡轮和动力涡轮之间加入级间驻涡燃烧室。在低氧低压等特殊条件下提高发动机的功率，增强涡轮轴发动机的适用性。 本文确定了级间驻涡燃烧室的基本结构和燃烧组织形式，并对其工作原理进行了详细分析。级间驻涡燃烧室能够适应高速（马赫数0.5）进口条件，蒸发管冲压进气方式会利用高温的进气条件对燃油进行预蒸发，保证级间燃烧室在贫油工况（温升100～200K）下仍然能稳定高效工作。凹腔驻涡自身的火焰稳焰特性，独特的火焰筒冷却和掺混方式，使得级间燃烧室将具有稳定工作范围宽、燃烧效率高和污染排放少的特点。 本文首先对级间燃烧室采用的直射式喷嘴-蒸发管组合的供油方式的蒸发、雾化性能进行了冷态试验；然后进行了级间驻涡燃烧室不同凹腔油气匹配方案和不同凹腔几何结构方案的燃烧试验。试验结果表明：蒸发管的蒸发和雾化性能可以很好的适用于级间驻涡燃烧室；凹腔油气匹配不同和凹腔几何结构不同对级间驻涡燃烧室的点火性能、贫油熄火性能以及出口温度分布都有显著的影响；常压下同一几何结构的级间驻涡燃烧室点火、贫油熄火、总压损失、燃烧效率以及出口温度分布等性能与主流温度和速度都有很大关系；级间驻涡燃烧室壁面温度的研究得到了不同油气比条件下凹腔内高温区域移动的规律。其次，对级间驻涡燃烧室进行的冷态二维数值模拟解释了不同凹腔几何结构试验件对贫油熄火特性的影响原因。最后，本文还通过试验结果及基础理论推导，在Lefebvre慢车工况贫油熄火经验关系式基础上进行探索性研究，初步提出了适用于级间燃烧室试验件的贫油熄火经验关系式，利用该经验关系式预估的油气比与试验结果符合较好。 无论对于驻涡燃烧室应用领域的拓展还是燃气涡轮发动机的验证，本论文提出的级间驻涡燃烧室概念都具有创新意义。对此开展的开创性的探索研究，为其未来发展和工程应用奠定了基础。