● 摘要
微小型燃烧装置的优势是显而易见的，这是燃烧技术新发展的一个重要的方向。大尺寸波瓣喷管是一种高效的引射、掺混和降噪元件，在工业生产中有非常大的应用价值。把它与各种形式的混合管结合，可以组成高效的引射混合器。将微小型波瓣喷管作为气态燃料的燃烧器，即小微波瓣燃烧器，应用到微喷发动机燃烧室中，如果在燃烧器下游还能形成流向涡阵列，那么不但可以在很短的流向距离内实现燃料和氧化剂的均匀混合，提高燃烧效率，而且可以大大增加燃烧的驻留时间和稳定性。因此，开展小微波瓣燃烧器的研究是具有重要的理论价值和工程应用意义。目前在世界上，也没有发现类似的研究成果，因而具有独创性。首先，对尺度为毫米量级的微型波瓣喷管燃烧器中流向涡的形成与发展进行数值模拟研究。从数值模拟的结果，初步可以得出, 4微波瓣和8微波瓣喷管作为微燃烧器的喷管是较好的选择。其次，根据数值模拟，选取圆排4微波瓣喷管的燃烧器与同样尺寸的圆柱形直混和管做对比性实验。搭建了简易的小微圆波瓣混合燃烧器的实验台架。并在试验中通过在混合燃烧室壁面轴向埋设热电偶和沿燃烧室出口径向布置热电偶来分别测得壁面温度型和出口径向温度型，和圆柱型喷管的实验数据进行对比。最后，通过实验发现，四波瓣喷嘴的混合燃烧装置主次流掺混效率、燃烧效率和所能达到的燃烧温度均高于圆柱形喷嘴的混合燃烧装置。同时，四波瓣喷嘴的混合燃烧装置中很少或几乎没有烟粒子的生成。采用了波瓣形喷嘴，由于流向涡的作用，使主次流的初始混合更充分，更快速，大大促进了燃烧。