西北工业大学燃烧学思考题 Microsoft Office Word 2007 文档(自动保存的)

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罩帽:气流流量分配器。使空气按照流量设计要求分别流入内、外二股气流通道以及火焰筒内部。

头部/旋流器:形成回流区,加速空气和燃油的混合,保证稳定燃烧 燃油喷嘴:喷油雾化 点火器:点火

联焰管:点燃无点火器的其他火焰筒

2、简述单管燃烧室的特点和优缺点。 结构特点:每个火焰筒外侧都包有一个单独的燃烧室机匣,构成一个单独的燃烧室。 优点:

(1) 旋流器与喷嘴配合比较好,便于组织燃烧 (2) 调试用气量少,拆装维护方便 (3) 燃烧室本身的强度和刚性好 缺点:(7) (1) 总压损失大

(2) 迎风面积大,飞行阻力大 (3) 燃烧室出口温度分布不均 (4) 冷却用气量大

(5) 环形截面积利用率低,燃烧室内气流平均速度大,不利于稳定燃烧 (6) 气动性能差

(7) 长度长,体积大,重量大。

3、简述环管燃烧室的结构特点和有缺点。

结构特点:火焰筒是独立的,二股气流在进入火焰筒前是相通的。 优点:

(1)迎风面积小 (2)调试用气量较少 (3)油与气匹配好

(4)发动机的强度和刚性好 缺点:

(1) 有联焰管,点火性能较差

(2) 气动布局较差,扩压器设计困难 (3) 出口温度场不如环形燃烧室均匀 (4) 比环形燃烧室的重量轻

5、 简述环形燃烧室的结构特点和优缺点。

结构特点:由四个同心圆筒组成,最内和最外的两个圆筒为燃烧室的内外机匣。中间两个圆筒构成火焰筒

优点:

(1) 不需要联焰管,气动性能好 (2) 冷却用气量少

(3) 结构紧凑,空间利用率高。长度短,重量轻

(4) 能与压气机配合获得最优的气动设计,压力损失最小 (5) 出口温度场分布均匀 缺点:

(1) 调试用气量大

(2) 对进口流场敏感,易造成出口温度分布变化 (3) 燃油-气流结构配合不够好 (4) 燃烧室刚性不好 (5) 拆装维修困难

第八章、主燃烧室工作过程与性能

1、简述燃烧室主燃区空燃比对性能的影响。 优点 缺点 富有 1、 流速低,稳定性好 1、 燃烧“不干净” 2、 容易点火 有烟 发光火焰 产生碳沉积物 2、出口温度场分布不均匀 化学恰当比 1、 燃烧完全 1、火焰温度高,对燃烧室壁面2、 释热率高 的换热率高 3、 燃烧“干净” 无烟 非发光火焰 无碳沉积物 贫油 1、 燃烧非常“干净” 1、气流速度高,对火焰的稳定无烟 性和点火性能不利 非发光火焰 无碳沉积物 2、 火焰温度低,因此换热率低 3、 出口温度场分布较均匀 2、 燃烧室中为什么要设置中间区?

燃气轮机燃烧室总油气比是由发动机总体设计方案更具循环参数确定的。由于涡轮叶片的工作温度和冷却技术的限制,因此设计的总油气比明显偏离化学恰当油气比。为了确保燃烧室有效可靠运行,发展了火焰分区概念。 中间区的作用是:

1、 对主燃区未燃成分进行补燃

2、 促使主燃区离解产物进行复合反应

掺混区:通过空气与燃烧产物混合获得要求的燃烧室出口温度分布

3、 大多数燃烧室中具有哪些详细的空气动力特征?

4、 扩压器的具体性能要求有哪些?(压,对,在,长,出) (1) 压力损失低

(2) 对压气机出口流场变化不敏感 (3) 在所有工况下运行稳定 (4) 长度短

(5) 出口气流在径向和周向都均匀

5、 直壁扩压器扩张角范围是多少?扩张角太大或太小会产生哪些影响? 扩张角范围:6°~12°

扩张角太大:边界层引起较大的失速损失

扩张角太小:壁面摩擦导致总压损失大,长度太长。

6、 试比较流线型扩压器和突扩扩压器的优缺点。 优点 缺点 流线型扩压器 1、流动损失呈流线型,1、长度太长 总压损失小 2、性能及流动稳定性对入口速度分布过于敏感 3、性能非常容易受热扭曲和制造公差的影响 突扩型扩压器 1、结构长度和重量大幅压力损失大 度降低,稳定性好0 7、 燃烧室中环腔的作用是什么?

环腔:火焰筒壁和燃烧室内外机匣之间形成的环形气流通道 作用:作为气体流入火焰筒前的分布腔

8、 燃烧室环腔中为什么要设置挡板和隔板? 挡板:有效防止形成大的随机的回流流动 隔板:防止进入掺混孔的流动产生漩涡

9、 火焰筒上大尺寸空有那几种?各自的作用是什么?

主燃孔:使射流有足够的湍流强度和穿透深度,来强化燃烧过程 掺混孔:掺混气与高温燃气高效率地进行动量与热量交换,有较大的穿透深度和动量

补燃孔:用作补燃

10、解决火焰筒壁面冷却有哪两种方法?各自起什么作用?

(1)在火焰筒表面涂耐热,隔热涂层。作用:有效降低基体工作温度。提高材料的热强度和热疲劳性能。

(2)冷却气的冷却作用。作用:在火焰筒内表面形成一道冷却气膜及在火焰筒外表面加强气流散热。

11、火焰筒中最常用的气膜冷却结构有哪几种?(喷,堆,机,波) 波纹环带,机械加工环带,堆叠环带,喷溅环带

12、火焰筒采用旋流器形成中心回流区的原理是什么? 由于空气粘性作用,旋转扩张着的进气气流把火焰筒中心附近的气流带走,使中心区气体变得稀薄,压力变低,在轴线方向上形成逆主流方向的压差,在此压差作用下,下游一部分气体逆流过来进行补充,形成气体的回流区。

13、常见的旋流器有哪些类型?

轴向叶片式旋流器,径向叶片式旋流器,复合型的双旋流器或三旋流器

14、一般衡量旋流器所形成旋流流动强弱的参数是什么?试写出其表达型式。

旋流数SN?2GmGm:角动量轴向通量Gt:轴向推力Dsw:旋流器外径 DswGt15、简要描述火焰筒头部工作情况。

(1)新鲜空气通过旋流器不断进入,燃油不断供入。依靠回流区供给热量,形成可燃混气并着火燃烧

(2)小部分燃烧产物进入回流区,补充回流区的物质和能量损耗 (3)大部分燃烧产物流到火焰筒后段,与二股气流掺混后流向涡轮

16、航空燃气轮机燃烧室的性能要求有哪些?(11个) 1、有关燃烧的(4): (1)燃烧效率高 (2)燃烧稳定性好 (3)无不稳定燃烧 (4)容易点火

有关损失环保等(3) (5)压力损失低

(6)出口温度场分布均匀 (7排气清洁

3、 有关结构寿命的(4) (8)可维护性好 (9)寿命长

(10)尺寸重量小

(11)易于加工制造成本低 17、什么是燃烧效率“燃烧效率有哪几种定义方法?国际上主要采用哪种方法? 燃烧效率表示燃烧室内燃料燃烧的完全程度。

焓燃烧效率(进出口工质热焓增量与燃料理论放热率之比)

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