航空发动机结构-第六章-燃烧室与加力燃烧室

航空发动机结构-第六章-燃烧室与加力燃烧室汇报人：文小库2024-01-25CONTENTS燃烧室基本概念与原理燃烧室类型及特点燃烧室关键部件与结构加力燃烧室基本概念与原理加力燃烧室类型及特点燃烧室与加力燃烧室设计考虑因素燃烧室基本概念与原理01作用1.提供稳定的燃烧环境，确保燃料的完全燃烧。3.控制燃烧过程，以减小对发动机的负面影响。2.产生高温高压燃气，为发动机的工作提供动力。定义：燃烧室是航空发动机中用于混合空气和燃料，并点燃混合物进行燃烧以产生高温高压燃气的部件。燃烧室定义及作用1.混合空气和燃料在燃烧室内混合，形成可燃混合物。可燃混合物在点火器的作用下被点燃。混合物在燃烧室内进行燃烧，释放出大量的热能。燃烧室内的燃烧过程遵循化学动力学原理，包括链式反应、自由基反应等。通过控制燃烧条件（如温度、压力、混合物的成分等），可以实现高效、稳定的燃烧。2.点火3.燃烧燃烧原理燃烧过程与原理污染物排放衡量燃烧过程中产生的有害物质的排放量，如氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）等。低污染物排放是环保和发动机性能的重要指标。燃烧效率衡量燃料在燃烧室内完全燃烧的程度，通常以百分比表示。高效率意味着更多的燃料被转化为有用功。出口温度分布描述燃烧室出口处燃气温度的分布情况。均匀的出口温度分布有利于提高发动机的性能和寿命。压力损失表示燃气通过燃烧室时的压力降低程度。较小的压力损失有助于提高发动机的效率。燃烧室性能指标燃烧室类型及特点02结构简单，重量轻，迎风面积小。火焰筒为薄壁圆筒，容易组织燃烧。便于单独调节每根火焰筒的燃油量，实现贫油熄火控制。缺点是各火焰筒之间存在温度差异，燃烧效率较低。分管式燃烧室结构紧凑，重量轻，火焰筒为环形，燃烧效率高。燃油和空气在环管内混合后，进入环形火焰筒燃烧，燃烧稳定。便于实现贫油熄火控制，提高发动机安全性。缺点是环管内燃油和空气混合不均匀，可能导致局部富油或贫油。环管式燃烧室结构简单，重量轻，火焰筒为环形，燃烧效率高。空气和燃油在燃烧室内均匀混合，燃烧稳定，温度分布均匀。便于实现贫油熄火控制，提高发动机安全性。缺点是迎风面积大，冷却空气用量较多。环形燃烧室分管式燃烧室结构最简单，环形燃烧室最复杂。环管式和环形燃烧室的燃烧效率较高，分管式燃烧效率较低。环形燃烧室温度分布最均匀，分管式燃烧室温度分布最不均匀。环管式和环形燃烧室的安全性较高，分管式燃烧室的安全性较低。结构复杂性燃烧效率温度分布均匀性安全性不同类型燃烧室比较燃烧室关键部件与结构03火焰筒是燃烧室的核心部件，用于组织燃烧过程。火焰筒内部有燃油喷嘴和点火器，用于将燃油喷入燃烧室并点燃。火焰筒通常由高温合金材料制成，具有良好的耐高温、抗氧化和耐腐蚀性能。火焰筒外部有气流调节器和旋流器，用于调节燃烧室内的气流分布和旋流强度，以确保燃烧过程的稳定性和高效性。9字9字9字9字火焰筒喷油嘴是将燃油喷入燃烧室的装置，其结构和性能直接影响燃油的雾化质量和燃烧效率。点火器用于点燃燃油和空气混合物，通常由火花塞和点火线圈组成。点火器的性能要求包括高点火能量、长寿命和良好的耐振性能。喷油嘴与点火器旋流器则用于产生旋流，使燃油和空气混合物在火焰筒内形成回流区，从而提高燃烧效率。气流调节器和旋流器的结构和性能需根据发动机的具体要求进行设计和优化。气流调节器用于调节燃烧室内的气流分布，以确保火焰筒内的燃油和空气混合物能够充分燃烧。气流调节器与旋流器隔热屏用于减少燃烧室壁面的热负荷，保护发动机结构不受高温燃气的侵蚀。冷却系统则通过引入冷却空气或冷却液对燃烧室壁面进行冷却，以进一步降低热负荷。隔热屏和冷却系统的设计和性能对发动机的可靠性和寿命具有重要影响。隔热屏与冷却系统加力燃烧室基本概念与原理04定义加力燃烧室是航空发动机中的一个重要部件，位于涡轮和尾喷管之间，用于在特定飞行阶段向气流中额外注入燃料并进行燃烧，从而短时间内提高发动机的推力。作用在需要时提供额外的推力，使飞机能够迅速加速、爬升或执行其他高机动性动作。加力燃烧室定义及作用当需要加力时，燃料通过专门的喷嘴喷入加力燃烧室，与经过涡轮的高温高压气流混合并点燃。燃烧产生的高温高压燃气经过尾喷管膨胀加速后排出，产生额外的推力。加力过程加力燃烧室的原理基于热力学和流体力学的基本原理。通过向高温高压气流中注入燃料并进行燃烧，可以进一步提高燃气的温度和压力，从而增加发动机的推力。同时，加力燃烧室的设计需要考虑燃料的混合、点火、燃烧稳定性以及热负荷等因素。原理加力过程与原理加力比燃烧效率点火可靠性热负荷加力燃烧室性能指标加力燃烧室产生的额外推力与发动机基础推力之比，是衡量加力燃烧室性能的重要指标。加力燃烧室在各种飞行条件和环境下可靠点火的能力，是确保发动机安全性的关键因素。燃料在加力燃烧室中的燃烧效率，直接影响发动机的经济性和排放性能。加力燃烧室承受的热负荷大小，对其材料和冷却系统设计提出严格要求，以确保其工作寿命和可靠性。加力燃烧室类型及特点05结构紧凑，燃烧效率高，火焰稳定。需要较高的喷油压力，容易产生局部高温，对材料要求高。适用于小型、高速航空发动机。优点缺点适用范围内混式加力燃烧室燃油与空气混合均匀，燃烧平稳，温度分布均匀。结构相对复杂，占用空间较大。适用于大型、低速航空发动机。优点缺点适用范围外混式加力燃烧室内混式加力燃烧室结构紧凑，外混式加力燃烧室结构相对复杂。结构特点燃烧效率温度分布适用范围内混式加力燃烧室燃烧效率高，外混式加力燃烧室燃烧效率相对较低。内混式加力燃烧室容易产生局部高温，外混式加力燃烧室温度分布均匀。内混式加力燃烧室适用于小型、高速航空发动机，外混式加力燃烧室适用于大型、低速航空发动机。不同类型加力燃烧室比较燃烧室与加力燃烧室设计考虑因素06燃油需通过喷嘴雾化成细小油滴，以增大与空气的接触面积，促进快速、完全燃烧。燃油雾化空气混合燃油分布合理组织空气流动，使燃油与空气在燃烧前充分混合，达到可燃混合气浓度要求。确保燃油在燃烧室内均匀分布，避免局部富油或贫油现象，保证燃烧稳定性。030201燃油雾化与空气混合要求确保在发动机各种工作状态下可靠点火，避免点火失败导致的发动机熄火。点火可靠性火焰应在燃烧室内迅速、稳定地传播，确保燃油充分燃烧，释放最大能量。火焰传播在各种飞行条件和发动机工作状态下，保持火焰稳定不熄灭，确保发动机持续正常工作。火焰稳定性点火、传焰及火焰稳定性要求

出口温度分布要求温度分布均匀性燃烧室出口温度应分布均匀，避免局部高温导致发动机部件过热损坏。温度控制精度精确控制燃烧室出口温度，以满足发动机性能要求，同时保证涡轮等下游部件的安全运行。温度波动范围减小燃烧室出口温度的波动范围，保证发动机工作的稳定性和可靠性。根据燃烧室结构和温