[发明专利]一种旋流离心燃烧试验装置

说明书

本发明公开了一种旋流离心燃烧试验装置，试验装置整体呈两端开口的筒形，包括依次连通的用于空气进入的第一段、用于点火升温的第二段、用于形成旋转火焰的第三段、用于离心燃烧的第四段以及用于气体排出的第五段，各段之间采用法兰紧固同轴连接。本发明提供一种操作性好、装拆方便的旋流离心燃烧试验装置，可以观察离心燃烧火焰形状，测量离心燃烧技术参数并优化旋流离心燃烧室结构参数。

技术领域

本发明涉及一种航空发动机、地面燃气轮机及其他存在旋转气流的燃烧装置，特别涉及一种旋流离心燃烧试验装置。

背景技术

随着飞行速度和飞行空域的不断扩展，对发动机的性能要求日益提高，现代高性能航空燃烧室的工作条件与前期燃烧室相比有很大变化：燃烧室进口气流速度和温度相比之前都有了较大的增加，高温下快速蒸发的燃油在高速气流中的穿透深度很小，已经不能依靠射流来促使燃油和空气的掺混，点火后在稳定器尾迹区内形成的点火源很难向四周传播，使得燃烧室出口温度分布不均匀、燃烧效率低等问题更加突出。

离心燃烧作为一种新型的燃烧组织方式，具有强化油气掺混、加速火焰径向传播、提高燃烧效率、减小燃烧室长度、改善燃烧室出口温度周向均匀性等优点，是解决上述问题的一种极具潜力的方法。

为了评估离心燃烧技术在实际燃烧室内的效果，需要对离心燃烧技术进行试验测量，掌握该技术特点、规律，进而优化实际燃烧室内的离心燃烧组织方式。但是现有技术还没有相应的旋流离心燃烧试验装置，不能对离心燃烧技术进行直接观测、评估并获得旋流离心燃烧室的优化结构参数。

发明内容

发明目的：本发明提供一种操作性好、装拆方便的旋流离心燃烧试验装置，可以观察离心燃烧火焰的形成及发展，测量离心燃烧技术参数并优化旋流离心燃烧室结构参数。

技术方案：本发明所述一种旋流离心燃烧试验装置，所述旋流离心燃烧试验装置整体呈两端开口的筒形，包括依次连通的用于空气进入的第一段、用于点火升温的第二段、用于形成旋转火焰的第三段、用于离心燃烧的第四段以及用于气体排出的第五段，各段之间采用法兰紧固同轴连接；

所述第一段上设置有开口于所述第一段腔体内的第一供油装置；

所述第二段的外壁分为第一延伸部及第二延伸部，所述第一延伸部向外扩张与沿着靠近第三段的方向直径逐渐减小的第二延伸部构成外凹腔火焰稳定器，所述第一延伸部上设置有若干第二供油装置、用于调节所述第二供油装置与第一延伸部之间松紧的紧固装置以及用于所述外凹腔火焰稳定器点火的点火装置；所述第二段设置有用于测量腔体温度的第一温度传感器；

所述第三段内部同轴固定有整流锥与旋流锥，所述整流锥前端延伸至所述第二段的内部，所述旋流锥后端延伸至所述第四段内部；

所述第五段的尾端形成排气口，所述第五段内设置有用于采集燃气样品的采样器。

优选地，本发明中采集燃气样品的采样器为采样耙，为了进一步测定燃烧状况，可同时在第四段出口设置有第二温度传感器，分别对燃烧产物的温度和成分进行测量，获得旋流离心燃烧的燃烧效率。

优选地，本发明中采用的第一温度传感器为K型热电偶，第二温度传感器为B型电热偶。

本发明的一种优选方式为所述第二供油装置包括供油管路、与所述供油管路连通的离心喷嘴、固定所述离心喷嘴的固定座，所述离心喷嘴开口于所述第一延伸部的外壁；由于离心喷嘴为薄壁件，采用焊接方法极易破坏其内部结构，本发明的离心喷嘴与固定座之间通过螺纹密封。为了便于试验不同供油参数的供油方案，故本发明的第二供油装置采用机械配合的形式安装。

本发明的一种优选方式为所述紧固装置包括一端位于所述固定座上端的压板、支撑所述压板的支撑机构、以及安装于所述压板另一端，用于调节所述压板与所述固定座松紧程度的调节机构；所述压板与固定座相近一端设置有用于卡合所述供油管路的凹槽。