航空燃气涡轮发动机燃烧室结构特点及稳定燃烧条件分析
航空燃气涡轮发动机燃烧室结构特点及稳定燃烧条件分析
燃烧室典型故障分析
喷嘴积碳 原因：1.炭粒子附着在喷嘴端面 2.燃油总管或喷嘴内产生热氧化沉 积物 危害：喷油不均，燃油雾化质量不良。影响 燃烧效率，热部件寿命
燃油流量分布不均 原因：燃油过滤不良，使喷嘴堵塞 危害：点火滞后，提前熄火 燃油流量分布不均 原因：火焰筒内壁、喷嘴喷口周围积碳，喷 嘴喷孔与旋流器不同心 危害：火焰筒局部过热，温度场变化，涡轮 叶片局部超温
燃烧室结构及工作原理
气流速度大（150-200m/s） 进气量大（油气比 1：45-1：130）
温度高（2000℃左右）
单管燃烧室
环管燃烧室
环形燃烧室
燃烧室稳定燃烧条件分析
点火可靠 燃烧稳定 燃烧完全 总压损失小 燃烧室尺寸要小 出口温度场符合要求 燃烧产物对大气污染要小 寿命长
燃烧室维护建议
做好燃烧室部件日常维护 加强燃烧室重点部位检查 防止因燃烧室部件故障引起启动超温
The End
Thank You!
Structure characteristics and stable combustion condition analysis of aero gas turbine engine combustion chamber
பைடு நூலகம்
Contents
燃烧室结构特点及工作原理 稳定燃烧条件分析 典型故障分析 维护建议
燃气轮机结构-燃烧室
第三章燃气轮机3.1概述（1）燃烧室功用及重要性1.保证燃机在各种工况下，将燃料化学能转换为热能，加热压气机压缩的空气，用于涡轮膨胀做功。
2.燃烧室是燃机的主要部件之一，燃机的性能、可靠性、寿命皆与它有密切关系。
（2）燃烧室的工作条件①燃烧室在高温、大负荷下工作②燃烧室在变工况下工作③燃烧室在具有腐蚀性的环境下工作④燃烧室内的燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程⑤燃烧室中的燃烧在高速气流及贫油混合气情况下进行（“空气分股”、“减速扩压”、“反向回流”）（3）燃烧室的设计要求①不同工况下，燃烧室工作应稳定②燃烧要安全③燃烧室具有最小的流体阻力④燃烧室出口温度场应能满足涡轮的要求⑤在任何使用条件下，燃烧室都应该迅速、可靠地启动点火，且联焰性好⑥工作寿命长⑦燃烧室的尺寸和质量要小⑧排气污染应能满足国家标准要求⑨检视、装拆和维修应当方便3.2三种基本类型燃烧室的结构概述（1）分管燃烧室1.结构特点管形火焰筒的外围包有一个单独的壳体，构成一个分管，沿燃气轮机周围6-16个这样的分管，各分管用传焰管连通，以传播火焰和均衡压力。
2.优点：①装拆、维修、检修方便②因各个分管的工质流量不大，调试容易，实验结果比较接近实际情况3.缺点：①装拆、维修、检修方便②因各个分管的工质流量不大，调试容易，实验结果比较接近实际情况（2）环管燃烧室1 .结构特点：若干个火焰筒均匀排列安装在同一个壳体内，相邻火焰燃烧区之间用传焰管连通。
2.优点：①适合与轴流式压气机配合，布局紧凑、尺寸小、刚性小；②气流转弯小，流体阻力小，热散失亦小；③调试比较容易，加工制造的工作量比分管小。
3.缺点：①燃烧室出口温度场沿周向不够均匀；②燃烧室的流体损失较大；③耗费的材料、工时较多；④质量较重。
（3）环形燃烧室1.结构特点：内、外壳体与环管燃烧室类似，但火焰筒却有很大差别。
在内外壳体之间的环形腔中，布置了一个呈环形的火焰筒，即火焰筒内外壁构成环形主燃区。
航空燃气涡轮发动机概述
航空燃气涡轮发动机概述航空燃气涡轮发动机是现代航空工业中最重要的动力装置之一、它具有高效率、高功率密度和高可靠性等优点，被广泛应用于各类飞机中。
本文将概述航空燃气涡轮发动机的工作原理、结构组成、分类、性能指标以及未来发展方向等内容。
航空燃气涡轮发动机的工作原理基于燃烧室内的燃气推动涡轮。
它由压气机、燃烧室和涡轮组成。
首先，压气机将空气压缩，提高其温度和压力。
然后，压缩空气进入燃烧室，与燃料混合并燃烧，产生高温高压的燃气。
最后，高压燃气通过涡轮使其旋转，产生推力，并从尾喷管排出。
可见，航空燃气涡轮发动机的工作原理是通过涡轮驱动压气机，提供压缩空气并将其推向尾喷管。
航空燃气涡轮发动机的结构组成包括压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管和附属系统等。
压气机主要通过叶片的旋转将空气压缩，提高其温度和压力。
燃烧室用于将燃料与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压的燃气。
涡轮通过燃气的膨胀驱动压气机，使其继续工作，并产生推力。
尾喷管用于将高压燃气排出，并产生反作用力。
附属系统包括供油系统、冷却系统和控制系统等，用于保证发动机的正常运行。
航空燃气涡轮发动机可以根据压气机的工作循环分类为单转子和双转子发动机。
单转子发动机只有一个压气机和一个涡轮，如连杆式发动机。
双转子发动机具有两个对称的压气机和涡轮，如军用飞机上常用的分段式发动机。
根据尾喷管的形式，航空燃气涡轮发动机还可分为直喷式和径向喷管式。
航空燃气涡轮发动机的性能指标主要包括推力、燃油消耗率、比功率、绕程推力比和起动性能等。
推力是发动机提供的推动力量，决定飞机的加速能力和最大速度。
燃油消耗率是单位推力下消耗的燃油量，直接影响飞机的航程和经济性。
比功率是单位发动机质量下产生的推力，用于衡量发动机的功率密度。
绕程推力比是发动机在巡航状态下产生的推力与起飞推力的比值，用于衡量发动机的高空巡航性能。
起动性能包括发动机的起动时间和起动能力，在冷启动和热启动时对飞机的起飞和复飞具有重要影响。
航空发动机燃烧室调研报告
航空发动机燃烧室调研报告一、航空发动机的分类有两种基本类型的燃烧室：单管燃烧室和全环燃烧室，环管燃烧室是介于单管燃烧室和环形燃烧室中间的一种，它将多个筒状燃烧室安装在一个共同的环形机匣内。
二、航空发动机结构见图燃气涡轮发动机的涡轮是利用高压气体膨胀做功带动压气机器其他发动机附件的（包括增压泵、发电机、螺旋桨等），位置又在燃烧室的后面，燃烧室前面的是压气机。
涡轮前燃气温度一般不超过1200摄氏度，现代的单晶涡轮叶片使用高强度的合金制成的。
图中站位6就是涡轮。
关于材料：镍基高温合金是以镍为基体(含量一般大于50%) 在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
在镍基铸造高温合金中发展出了定向结晶涡轮叶片和单晶涡轮叶片。
定向结晶叶片消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界，使全部晶界平行于应力轴方向，从而改善了合金的使用性能。
单晶叶片消除了全部晶界，不必加入晶界强化元素，使合金的初熔温度相对升高，从而提高了合金的高温强度，并进一步改善了合金的综合性能。
航空燃气轮机燃烧室的主要组成部分有：扩压器（Diffuser），机匣（Case），帽罩（Cowl），油喷嘴（Fuel Nozzle），旋流器（Swirler），头部端壁（Dome），火焰筒（Liner）。
火焰筒上开有各种孔，主燃孔，掺混孔，气膜冷却孔。
下面分别介绍各部分的主要功能。
（1）扩压器：降低压气机出口流速，恢复动压头，利于燃烧室组织燃烧；（2）机匣：用于安装火焰筒，连接发动机压气机部分和涡轮、加力燃烧室部分，是承力件；（3）喷嘴：用于燃油雾化；（4）旋流器：使气流旋转，产生回流区，稳定燃烧过程；注：目前发展趋势为，将上述二者结合，称之为空气雾化喷嘴；（5）帽罩：使空气按照环腔、头部所需量分股时，流动不发生分离，减小流动损失；（6）火焰筒：燃烧室承温部件，火焰筒上开有各种孔，实现（气量分配、前述的设计理念）在其间气液两相流稳定高效燃烧，并与冷气掺混，满足出口温度分布需要，同时壁面采取有效的冷却防护措施，防止烧坏。
燃气涡轮发动机实训报告
一、引言燃气涡轮发动机作为一种高效、清洁的动力装置，广泛应用于航空、船舶、发电等领域。
为了更好地了解燃气涡轮发动机的结构、工作原理以及性能特点，我们开展了燃气涡轮发动机实训。
本次实训旨在通过实际操作和理论分析，使学生掌握燃气涡轮发动机的基本知识和操作技能。
二、实训目的1. 了解燃气涡轮发动机的结构、工作原理和性能特点；2. 掌握燃气涡轮发动机的操作步骤和维护方法；3. 培养学生动手能力和团队协作精神。
三、实训内容1. 燃气涡轮发动机概述燃气涡轮发动机是一种热力发动机，主要由压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管等部件组成。
空气经过进气道进入压气机，被压缩成高压气体，随后与燃油混合燃烧，产生高温高压气体，推动涡轮旋转，带动压气机工作。
最后，高温气体通过尾喷管排出，产生推力。
2. 燃气涡轮发动机的结构与工作原理（1）压气机：压气机是燃气涡轮发动机的核心部件之一，其作用是将空气压缩成高压气体。
压气机通常采用轴流式结构，由静叶和动叶组成。
静叶固定不动，动叶随涡轮旋转。
（2）燃烧室：燃烧室是燃气涡轮发动机的燃烧场所，其主要作用是将燃油与空气混合燃烧，产生高温高压气体。
燃烧室通常采用火焰稳定器来保证燃烧稳定。
（3）涡轮：涡轮是燃气涡轮发动机的能量转换部件，其主要作用是将燃烧产生的热能转换为机械能。
涡轮通常采用轴流式结构，由静叶和动叶组成。
（4）尾喷管：尾喷管是燃气涡轮发动机的排气部分，其主要作用是将高温气体加速排出，产生推力。
3. 燃气涡轮发动机的操作步骤（1）启动前准备：检查发动机各部件是否完好，加注燃油，检查燃油供应系统，预热发动机。
（2）启动：按照操作规程启动发动机，观察发动机运行状态。
（3）运行：调整发动机转速和推力，观察发动机运行参数，确保发动机稳定运行。
（4）停机：按照操作规程停机，检查发动机各部件状态。
4. 燃气涡轮发动机的维护方法（1）定期检查：定期检查发动机各部件，如压气机、燃烧室、涡轮等，确保其正常运行。
航空发动机燃烧室的仿真分析与优化设计
航空发动机燃烧室的仿真分析与优化设计随着航空业的发展，航空发动机燃烧室的设计和优化显得越来越重要，这关系到航空运输的安全和效率。
本文将探讨航空发动机燃烧室的仿真分析和优化设计，同时介绍目前燃烧室优化设计的一些方法和技术。
1. 燃烧室的基本原理燃烧室是航空发动机中的一个核心部件，它将燃料和空气混合并点燃，产生高温高压燃气驱动涡轮，以产生推力。
燃烧室的设计和优化直接关系到燃油的使用效率和推力的产生。
一个优秀的燃烧室需要满足以下几个条件：（1）优秀的混合性能燃烧室需要将燃料和空气充分混合，以增加燃烧效率和降低燃油消耗。
在混合过程中，需要保证燃料的完全燃烧，以减少有害气体的排放。
（2）优秀的稳定性能燃烧室需要在各种负载下保持稳定的燃烧，以确保引擎的有效性能。
（3）优秀的耐久性能燃烧室需要在高温高压的环境下工作，并承受燃烧产生的冲击和振动，需要具有足够的耐久性。
2. 燃烧室的仿真分析为了优化燃烧室的设计，需要进行燃烧室的仿真分析。
燃烧室仿真分析是利用计算机模拟燃烧室中的气体流动、化学反应、传热等过程，以准确预测燃烧室的性能。
燃烧室仿真分析通常包括如下步骤：（1）建立燃烧室的三维模型建立燃烧室的三维模型是仿真分析的第一步，它需要考虑燃烧室的几何形状、材料、内部结构等因素。
（2）设定边界条件设定边界条件是仿真分析的第二步，它需要考虑气体进出口的质量流量、温度、压力等参数，以及燃室内的燃料混合方式、喷雾速度、着火点等参数。
（3）模拟流场和热场模拟流场和热场是仿真分析的关键步骤，它需要计算气体的温度、压力、速度分布等参数，以及燃烧室内部产生的热能分布。
（4）模拟化学反应模拟化学反应是仿真分析的重要步骤，它需要计算燃料和空气的化学反应过程，以准确预测燃烧过程和燃烧产物的生成。
3. 燃烧室的优化设计燃烧室的优化设计是基于仿真分析结果，进一步改进和优化燃烧室的结构和性能。
燃烧室的优化设计通常包括如下几个方面：（1）优化喷雾方式优化喷雾方式是改善燃料和空气混合的一种方法。
第十三章 航空发动机燃烧室资料讲解
3、燃烧完全
燃烧完全系数：
燃烧完全程度室发动机重要的经济指标，用燃烧效率来衡量。 燃烧效率（考虑了散热效应）：
热循环效率：
4、出口温度场符合要求
燃烧室出口的燃气流向涡轮 叶片，考虑到高速旋转的涡 轮叶片承受应力已经很大， 再加上高温气流的冲击，工 作条件十分恶略。于是要求 燃烧室出口气流温度场符合 涡轮叶片高温强度的要求， 不要有局部过热点，以保证 涡轮的正常工作和寿命。
三、对主燃烧室的性能要求
1、点火可靠 1）能在进口±50℃范围内实现良好的地面起动 2）高空熄火后能够再点火，保证安全 3）能在8-12km的高度实现可靠点火
发动机的点火高度是评定飞机或发动机的一个性能指标，目前达到的高度为89km，采取补氧等措施后可达12-13km。提高点火高度，也是目前研究的主要 课题。 2.燃烧稳定 要求燃烧室在点燃以后，必须： 1）在规定的全部飞行高度、速度范围内都能稳定燃烧，不被吹熄 2）在a=2-50的范围内能稳定燃烧 3）避免不稳定燃烧（振荡燃烧）
可见，燃烧室是动力机械的能量发源地，室发动机中的主要部件之一。 二、燃烧室工作特点 （1） 进口气流速度很大 （2） 燃烧室容积很小（容热强度大） （3） 工作温度高（2500K） （4） 出口气流温度T4受到涡轮叶片的强度的限制，不能过高 （5） 进口参数变化大
因此一个好的燃烧室必须在这些参数变化范围宽广的状态 下保证正常工作，至少不能熄火，以便保证发动机能发出 推力，飞机能安全飞行。而且，这一任务必须以最小的压 力损失、在有限的可用空间里释放出最大的热量、高效低 污染地实现，亦即高效、高强度、低污染的实现。
3. 沿叶高温度分布应符合中间高两端低的要求-等强度原则。
5. 压力损失小
气流流经燃烧室要产生压力损失。它主要包括摩擦损失、扩压损失、 穿过火焰筒的众多大小孔产生的进气损失、掺混损失以及燃烧加热引 起的热阻等等。
航空发动机的稳定性分析研究
航空发动机的稳定性分析研究1. 简介航空发动机是飞机的核心部件，它的稳定性关系到飞机的飞行安全。
本文主要介绍航空发动机的稳定性分析研究。
首先介绍航空发动机的类型和结构，然后讨论影响航空发动机稳定性的因素，接着分析航空发动机的稳定性，最后介绍常用的提高航空发动机稳定性的方法。
2. 航空发动机类型和结构航空发动机可以根据燃料类型、推力和功率等多种因素进行分类。
常用的航空发动机类型包括涡轮喷气发动机、涡扇发动机、涡桨发动机等。
航空发动机的结构包括压气机、燃烧室、涡轮等组成部分。
其中压气机是航空发动机的关键部件之一，负责将空气压缩，提高发动机的效率和推力。
燃烧室则是将燃料和氧气混合并燃烧，释放出热能。
涡轮则根据燃气推动涡轮旋转，从而带动飞机飞行。
3. 影响航空发动机稳定性的因素影响航空发动机稳定性的因素很多，其中包括燃料质量、引擎转速、空气流量、发动机结构等。
燃料质量是影响航空发动机稳定性的重要因素之一，如果燃料质量不稳定，将会导致燃烧不足或过度，从而影响飞机的飞行。
引擎转速也是影响航空发动机稳定性的重要因素，如果转速过高或过低，都会导致发动机失去平衡，从而影响飞机的飞行。
空气流量则是影响航空发动机稳定性的另一个重要因素，如果空气流量不稳定，会导致发动机的动力不足或过剩，从而影响飞机的飞行。
4. 航空发动机的稳定性航空发动机的稳定性是指发动机在工作时保持平衡状态的能力，这是保证发动机正常工作的重要指标。
航空发动机的稳定性影响因素很多，不同的因素会对发动机的稳定性产生不同程度的影响。
例如，当空气流量过大时，会导致发动机过热，从而影响稳定性；当引擎转速过高时，也会导致发动机过热，从而影响稳定性。
因此，保持航空发动机的稳定性是非常重要的，这可以提高飞机的飞行安全和性能。
5. 提高航空发动机稳定性的方法为了提高航空发动机的稳定性，可以采取多种方法。
首先要确保燃料质量的稳定，对燃油进行严格的检验和筛选，避免使用异常质量的燃油。
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