航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)-第六章-燃燒室與加力燃燒室

航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)-第六章-燃燒室與加力燃燒室匯報人：文小庫2024-01-25CONTENTS燃燒室基本概念與原理燃燒室類型及特點燃燒室關(guān)鍵部件與結(jié)構(gòu)加力燃燒室基本概念與原理加力燃燒室類型及特點燃燒室與加力燃燒室設計考慮因素燃燒室基本概念與原理01作用1.提供穩(wěn)定的燃燒環(huán)境，確保燃料的完全燃燒。3.控制燃燒過程，以減小對發(fā)動機的負面影響。2.產(chǎn)生高溫高壓燃氣，為發(fā)動機的工作提供動力。定義：燃燒室是航空發(fā)動機中用于混合空氣和燃料，并點燃混合物進行燃燒以產(chǎn)生高溫高壓燃氣的部件。燃燒室定義及作用1.混合空氣和燃料在燃燒室內(nèi)混合，形成可燃混合物?？扇蓟旌衔镌邳c火器的作用下被點燃。混合物在燃燒室內(nèi)進行燃燒，釋放出大量的熱能。燃燒室內(nèi)的燃燒過程遵循化學動力學原理，包括鏈式反應、自由基反應等。通過控制燃燒條件（如溫度、壓力、混合物的成分等），可以實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的燃燒。2.點火3.燃燒燃燒原理燃燒過程與原理污染物排放衡量燃燒過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)的排放量，如氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）等。低污染物排放是環(huán)保和發(fā)動機性能的重要指標。燃燒效率衡量燃料在燃燒室內(nèi)完全燃燒的程度，通常以百分比表示。高效率意味著更多的燃料被轉(zhuǎn)化為有用功。出口溫度分布描述燃燒室出口處燃氣溫度的分布情況。均勻的出口溫度分布有利于提高發(fā)動機的性能和壽命。壓力損失表示燃氣通過燃燒室時的壓力降低程度。較小的壓力損失有助于提高發(fā)動機的效率。燃燒室性能指標燃燒室類型及特點02結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，迎風面積小。火焰筒為薄壁圓筒，容易組織燃燒。便于單獨調(diào)節(jié)每根火焰筒的燃油量，實現(xiàn)貧油熄火控制。缺點是各火焰筒之間存在溫度差異，燃燒效率較低。分管式燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，火焰筒為環(huán)形，燃燒效率高。燃油和空氣在環(huán)管內(nèi)混合后，進入環(huán)形火焰筒燃燒，燃燒穩(wěn)定。便于實現(xiàn)貧油熄火控制，提高發(fā)動機安全性。缺點是環(huán)管內(nèi)燃油和空氣混合不均勻，可能導致局部富油或貧油。環(huán)管式燃燒室結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，火焰筒為環(huán)形，燃燒效率高?？諝夂腿加驮谌紵覂?nèi)均勻混合，燃燒穩(wěn)定，溫度分布均勻。便于實現(xiàn)貧油熄火控制，提高發(fā)動機安全性。缺點是迎風面積大，冷卻空氣用量較多。環(huán)形燃燒室分管式燃燒室結(jié)構(gòu)最簡單，環(huán)形燃燒室最復雜。環(huán)管式和環(huán)形燃燒室的燃燒效率較高，分管式燃燒效率較低。環(huán)形燃燒室溫度分布最均勻，分管式燃燒室溫度分布最不均勻。環(huán)管式和環(huán)形燃燒室的安全性較高，分管式燃燒室的安全性較低。結(jié)構(gòu)復雜性燃燒效率溫度分布均勻性安全性不同類型燃燒室比較燃燒室關(guān)鍵部件與結(jié)構(gòu)03火焰筒是燃燒室的核心部件，用于組織燃燒過程?；鹧嫱矁?nèi)部有燃油噴嘴和點火器，用于將燃油噴入燃燒室并點燃?；鹧嫱餐ǔＳ筛邷睾辖鸩牧现瞥桑哂辛己玫哪透邷?、抗氧化和耐腐蝕性能?；鹧嫱餐獠坑袣饬髡{(diào)節(jié)器和旋流器，用于調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的氣流分布和旋流強度，以確保燃燒過程的穩(wěn)定性和高效性。9字9字9字9字火焰筒噴油嘴是將燃油噴入燃燒室的裝置，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響燃油的霧化質(zhì)量和燃燒效率。點火器用于點燃燃油和空氣混合物，通常由火花塞和點火線圈組成。點火器的性能要求包括高點火能量、長壽命和良好的耐振性能。噴油嘴與點火器旋流器則用于產(chǎn)生旋流，使燃油和空氣混合物在火焰筒內(nèi)形成回流區(qū)，從而提高燃燒效率。氣流調(diào)節(jié)器和旋流器的結(jié)構(gòu)和性能需根據(jù)發(fā)動機的具體要求進行設計和優(yōu)化。氣流調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的氣流分布，以確?；鹧嫱矁?nèi)的燃油和空氣混合物能夠充分燃燒。氣流調(diào)節(jié)器與旋流器隔熱屏用于減少燃燒室壁面的熱負荷，保護發(fā)動機結(jié)構(gòu)不受高溫燃氣的侵蝕。冷卻系統(tǒng)則通過引入冷卻空氣或冷卻液對燃燒室壁面進行冷卻，以進一步降低熱負荷。隔熱屏和冷卻系統(tǒng)的設計和性能對發(fā)動機的可靠性和壽命具有重要影響。隔熱屏與冷卻系統(tǒng)加力燃燒室基本概念與原理04定義加力燃燒室是航空發(fā)動機中的一個重要部件，位于渦輪和尾噴管之間，用于在特定飛行階段向氣流中額外注入燃料并進行燃燒，從而短時間內(nèi)提高發(fā)動機的推力。作用在需要時提供額外的推力，使飛機能夠迅速加速、爬升或執(zhí)行其他高機動性動作。加力燃燒室定義及作用當需要加力時，燃料通過專門的噴嘴噴入加力燃燒室，與經(jīng)過渦輪的高溫高壓氣流混合并點燃。燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣經(jīng)過尾噴管膨脹加速后排出，產(chǎn)生額外的推力。加力過程加力燃燒室的原理基于熱力學和流體力學的基本原理。通過向高溫高壓氣流中注入燃料并進行燃燒，可以進一步提高燃氣的溫度和壓力，從而增加發(fā)動機的推力。同時，加力燃燒室的設計需要考慮燃料的混合、點火、燃燒穩(wěn)定性以及熱負荷等因素。原理加力過程與原理加力比燃燒效率點火可靠性熱負荷加力燃燒室性能指標加力燃燒室產(chǎn)生的額外推力與發(fā)動機基礎推力之比，是衡量加力燃燒室性能的重要指標。加力燃燒室在各種飛行條件和環(huán)境下可靠點火的能力，是確保發(fā)動機安全性的關(guān)鍵因素。燃料在加力燃燒室中的燃燒效率，直接影響發(fā)動機的經(jīng)濟性和排放性能。加力燃燒室承受的熱負荷大小，對其材料和冷卻系統(tǒng)設計提出嚴格要求，以確保其工作壽命和可靠性。加力燃燒室類型及特點05結(jié)構(gòu)緊湊，燃燒效率高，火焰穩(wěn)定。需要較高的噴油壓力，容易產(chǎn)生局部高溫，對材料要求高。適用于小型、高速航空發(fā)動機。優(yōu)點缺點適用范圍內(nèi)混式加力燃燒室燃油與空氣混合均勻，燃燒平穩(wěn)，溫度分布均勻。結(jié)構(gòu)相對復雜，占用空間較大。適用于大型、低速航空發(fā)動機。優(yōu)點缺點適用范圍外混式加力燃燒室內(nèi)混式加力燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，外混式加力燃燒室結(jié)構(gòu)相對復雜。結(jié)構(gòu)特點燃燒效率溫度分布適用范圍內(nèi)混式加力燃燒室燃燒效率高，外混式加力燃燒室燃燒效率相對較低。內(nèi)混式加力燃燒室容易產(chǎn)生局部高溫，外混式加力燃燒室溫度分布均勻。內(nèi)混式加力燃燒室適用于小型、高速航空發(fā)動機，外混式加力燃燒室適用于大型、低速航空發(fā)動機。不同類型加力燃燒室比較燃燒室與加力燃燒室設計考慮因素06燃油需通過噴嘴霧化成細小油滴，以增大與空氣的接觸面積，促進快速、完全燃燒。燃油霧化空氣混合燃油分布合理組織空氣流動，使燃油與空氣在燃燒前充分混合，達到可燃混合氣濃度要求。確保燃油在燃燒室內(nèi)均勻分布，避免局部富油或貧油現(xiàn)象，保證燃燒穩(wěn)定性。030201燃油霧化與空氣混合要求確保在發(fā)動機各種工作狀態(tài)下可靠點火，避免點火失敗導致的發(fā)動機熄火。點火可靠性火焰應在燃燒室內(nèi)迅速、穩(wěn)定地傳播，確保燃油充分燃燒，釋放最大能量?；鹧?zhèn)鞑ピ诟鞣N飛行條件和發(fā)動機工作狀態(tài)下，保持火焰穩(wěn)定不熄滅，確保發(fā)動機持續(xù)正常工作。火焰穩(wěn)定性點火、傳焰及火焰穩(wěn)定性要求

出口溫度分布要求溫度分布均勻性燃燒室出口溫度應分布均勻，避免局部高溫導致發(fā)動機部件過熱損壞。溫度控制精度精確控制燃燒室出口溫度，以滿足發(fā)動機性能要求，同時保證渦輪等下游部件的安全運行。溫度波動范圍減小燃燒室出口溫度的波動范圍，保證發(fā)動機工作的穩(wěn)定性和可靠性。根據(jù)燃燒室結(jié)構(gòu)和溫