[发明专利]一种主燃烧室流量分配方法

说明书

本申请公开了一种主燃烧室流量分配方法，其包括：保持进口压力温度、压力恒定不变，封堵待测孔，测得气流进入火焰筒前任意位置的压力和火焰筒出口位置的压力之间的相对差值计算参考压力损失值来获取流量特性曲线；建立封堵不同待测孔状态下的流量特性曲线方程，根据上述流量特性曲线方程计算火焰筒的流量分配比例。本申请的主燃烧室流量分配方法通过改变试验进口状态要求，将进气常温常压环境改为恒定温度、压力测量，从而避免了因环境和设备长期工作造成的温度、压力波动对试验结果的影响；其次，对孔前孔后的压力位置不做具体要求，只选择气流进入火焰筒前任意位置或壁面位置的压力和火焰筒出口压力相对差值为参考损失值来获取流量特性曲线。

技术领域

本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种主燃烧室流量分配方法。

背景技术

随着航空发动机主燃烧室向更高油气比和更低排放方向发展，燃烧组织方式在主燃烧室设计中的地位逐渐提升，而燃烧室的流量分配是实现燃烧组织及主燃烧室设计的关键。

目前，获得流量分配的最直接有效方法是采用堵孔试验方法，传统堵孔法获得燃烧室的流量分配可以概括为以下两步：

首先，参见图1所示的主燃烧室试验件，扰流器1在试验件内部，火焰筒进气孔2和火焰筒冷却孔3周向均布在试验件表面。常温常压下获取各孔的流量特性曲线的方法是堵掉非测量的孔，在孔前布置总压测点，孔后布置静压测点，通过调节燃烧室进口空气流量来改变孔前和孔后的压力之差ΔP1和流过燃烧室的流量G1(进口空气流量和二股腔道流量之差)，通过不同的压差和流量的关系，绘制出该孔的流量特性曲线。

按照上述步骤进行试验，可获得各孔的流量特性曲线ΔPn和Gn的关系。

之后，保持各排孔的压力测点位置不变，打开所有的孔，关掉二股腔道的流量阀门，同时获取ΔP1～ΔPn的值，通过查各自的流量特性曲线，查出流量G1～Gn。因此，流过各孔的流量分配比例为Gi/∑Gi(i＝1～n)，通过检查∑(Gi/∑Gi)＝1来检查试验的有效性及适用性。

然而，对于上述的堵孔法获得主燃烧室流量，主要有如下缺点：

1)对于常温常压的进气环境无法控制，试验过程中，由于气源动力长期工作，温度和压力会发生变化，大的试验器进口温度波动会更大，进口状态波动会对测量结果造成直接影响。

2)各孔的孔前孔后压力布点位置对流动状态会造成一定影响，同时不同的设计人员对孔前孔后位置的理解不同，特别是孔后静压位置因为深入火焰筒内，更加难以测量，直接会对后续流量结果造成影响。

3)各种压力布点要在设计试验件时预留出相应的测点位置，而很多燃烧室试验件不是专门流量分配试验件而无法进行准确的流量分配测量。因此，传统堵孔法应用水平和范围较窄。

4)堵孔试验过程堵掉不测量孔，堵掉孔面积占大部分，由于不堵掉孔的面积与实际火焰筒总开孔面积悬殊较大，流量计一直在较小流量范围工作，流量计测量误差会对结果产生更大影响。

现有技术中的堵孔试验要用到至少两只流量计、压力传感器的数量根据燃烧室开孔确定，堵孔试验过程要堵掉不测量孔，堵孔数量多，堵孔工作量大，效率较低，而且对于∑(Gi/∑Gi)＝1的适用性由于堵孔的面积变化大、测点位置布置很难达到要求等因素影响，需要反复试验，且试验结果可重复性较差、降低了工作效率。

发明内容

本申请的目的是提供了一种主燃烧室流量分配方法，以解决上述任一问题。

本申请的技术方案是：一种主燃烧室流量分配方法，其包括：保持进口压力温度、压力恒定不变，封堵待测孔，测得气流进入火焰筒前任意位置的压力和火焰筒出口位置的压力之间的相对差值计算参考压力损失值来获取流量特性曲线；建立封堵不同待测孔状态下的流量特性曲线方程，根据上述流量特性曲线方程计算火焰筒的流量分配比例。