[发明专利]一种取消进气环的薄膜蒸发式火焰稳定器

说明书

本发明提供了一种取消进气环的薄膜蒸发式火焰稳定器，相比于传统薄膜蒸发式火焰稳定器，该稳定器取消了进气环，并在外稳定器入口处增加翻边；区别于传统的二维雾化槽，短型雾化槽具有更短的展向长度，此外在短型雾化槽上还开有径向小孔；调整两侧外稳定器之间距离以及喷油杆与薄膜蒸发式稳定器之间距离，从而调节进入薄膜蒸发式火焰稳定器的燃油比例；改变外稳定器型面，使未进入薄膜蒸发式火焰稳定器的燃油撞击在外稳定器上形成油膜并雾化。本发明利用薄膜蒸发式火焰稳定器稳定边界宽的优势，在保证薄膜蒸发式火焰稳定器稳定燃烧的前提下，有效地改善了燃烧室出口温度分布、缩短了火焰长度，改善了燃烧室出口温度分布。

技术领域

本发明涉及航空动力推进系统领域，具体涉及一种取消进气环的薄膜蒸发式火焰稳定器。相比于传统薄膜蒸发式火焰稳定器,该火焰稳定器能提高燃烧效率，缩短火焰长度，改善燃烧室出口温度分布。

背景技术

火焰稳定器是航空发动机加力燃烧室和冲压发动机燃烧室的核心组件，火焰稳定器的设计很大程度上决定了燃烧室的火焰稳定性和联焰性能，其技术创新是发动机研制中需要不断探索的重要内容。

在高速气流下钝体具有点火平稳可靠、燃烧稳定、结构简单等特点，因此加力/冲压燃烧室通常采用钝体火焰稳定器进行稳焰，钝体火焰稳定器的结构形式主要包括V型槽火焰稳定器、吸入式火焰稳定器、双V型火焰稳定器、蒸发式火焰稳定器、薄膜蒸发式火焰稳定器、沙丘驻涡火焰稳定器等。其主要工作原理是：通过在钝体火焰稳定器后创造一个低速、高温的回流区，这个回流区能作为新鲜油气混合物的点火源持续点火，从而稳定火焰。

传统的加力/冲压燃烧室一般包括值班火焰稳定器、外伸径向稳定器、传焰槽以及内圈环形稳定器。薄膜蒸发式火焰稳定器由于稳定范围宽、点火油气比小等优势，故常作为值班火焰稳定器。而外伸径向稳定器、传焰槽以及内圈环形稳定器由于结构、成本等限制，一般选用V型槽或其改型的常规稳定器。传统薄膜蒸发式火焰稳定器由喷油杆、外稳定器、夹层环、进气环和内稳定器组成(见图1)。薄膜蒸发式火焰稳定器系统的具体工作原理如下：燃油通过喷油杆上的小孔喷入进气环，在内稳定器外壁和外稳定器内壁上形成油膜；油膜吸热蒸发与从进气环进入的高速气流掺混，之后油气混合物从内外稳定器之间的夹层环排出，经过内稳定器的高温回流区并燃烧；火焰扩张引燃外伸径向稳定器和传焰槽处的燃油，从而实现整个系统的稳定燃烧。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：传统薄膜蒸发式火焰稳定器具有阻力大、稳定器后方温度场不均匀、联焰性能差、效率低下等问题。为克服现有的技术不足，提供一种联焰性能更好、结构质量更轻、阻力更小的薄膜蒸发式火焰稳定器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在传统薄膜蒸发式火焰稳定器基础上，通过取消进气环，添加翻边，调整稳定器型面参数，改变燃油供给方式，从而设计一种联焰性能更好，结构质量更轻、阻力更小的薄膜蒸发式火焰稳定器。其特征在于：

取消进气环，并在外稳定器入口处添加翻边；

区别于传统的二维雾化槽，短型雾化槽具有更短的展向长度，此外在短型雾化槽上还开有径向小孔；

通过调整两侧外稳定器之间距离以及喷油杆与薄膜蒸发式稳定器之间距离，从而调节进入薄膜蒸发式火焰稳定器的燃油比例；

改变外稳定器型面，使未进入薄膜蒸发式火焰稳定器的燃油撞击在外稳定器上形成油膜并雾化；

本发明的原理如下：