● 摘要
针对采用空气雾化喷嘴（旋流杯结构）的航空发动机燃烧室的流场特性以及贫油燃烧熄火特性进行了综合的研究。旋流杯结构是现代高性能航空发动机燃烧室普遍采用的一种气流组织方案，大量实验已经证明它能够合理组织燃烧室内燃料浓度场及气流场分布，从而满足各种工况对发动机推力的需求。论文主要分为两部分内容。 首先通过对国内外大量旋流杯结构燃烧室下游流场尤其是头部流场的实验数据进行分析总结，发现轴向速度分布及切向速度分布呈现规律性变化，因此认为这种分布可以和火焰筒的结构参数挂钩，利用得到的两种典型旋流杯结构（CFM-56燃烧室与某模型燃烧室）下游流场的实验数据，对已有经验关系式进行了改进，减少了关系式中的经验系数，使关系式能够较好的拟合两种旋流杯结构紧靠出口处的轴向速度分布，并给出了公式预测的误差范围在10％－20％之间，从而验证了公式的通用性。 接下来针对某单头部矩形燃烧室实验件，通过实验研究旋流杯头部及主燃孔进气量变化对燃烧室贫油熄火特性的影响，发现一级旋流器进气量变化对熄火油气比的影响最大；另外，减少旋流器的进气量会使燃烧室的熄火油气比减小，熄火边界变宽；但减少主燃孔的进气量则会使熄火油气比增大，熄火边界变窄；不过，同时减少一、二级旋流器以及主燃孔的进气量却可能使燃烧室的熄火油气比进一步降低，从而获得更大的稳定工作范围。