来流马赫数和余气系数对蒸发式火焰稳定器燃烧特性的影响.pdf

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1、第1卷第2期2010年5月航空工程进展ADVANCESINAERoNAUTlCALSCIENCEANDENGINEERINGV01．1MayNO．22010文章编号：1674—8190(2010)02—173—05来流马赫数和余气系数对蒸发式火焰稳定器燃烧特性的影响洪流1，杨国华2(1．西北工业大学动力与能源学院，西安7100721)(2．西安航天动力研究所．西安710100)EffectsofIncomingMachNumberandAirExcessCoefficientontheCombustionCharac

2、teristicsofFiameholderHongLiul，YangGuohua2(1．SchoolofPowerandEnergy。NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)(2．Xi’anAerospacePropulsionInstitute．Xi’an710100，China)摘要：在亚音速高温气流实验装置中，使用拍摄OH自发光辐射的方法研究了蒸发式火焰稳定器的燃烧特性，分析了来流马赫数和余气系数对蒸发式火焰稳定器后反应流场的影响。通过对比火

3、焰稳定模式，气流速度较低时火焰稳定性主要靠稳定器尾迹区中涡的生成和脱落控制，而气流速度较高时稳定器侧壁内缘出现的小反应区也是火焰稳定的重要因素。喷嘴的喷射条件对稳定器后的反应流场有重要影响，在油气比较高时，气流速度较低，出现回火，火焰悬停距离较小。在同样的气流速度下，降低余气系数，稳定器后的火焰形状发生本质变化，两个强烈反应区消失，反应区的边界变模糊。关键词：火焰稳定器；余气系数；马赫数；燃烧特性；OH自发辐射中图分类号：V434．13文献标示码：AAbstract：Withtheexperimentequipmen

4、tofsubsonicstreamiqhightemperaturegas。combustioncharactersofthevaporflameholderisinvestigated，andparametersoftheincomingairandtheinfluenceofexcessiveairratioonthereactionareabehindthevaporflameholderarealsoanalyzedbyusingspontaneousradiationofOH．Bycomparingthef

5、lamestabilizationmode，theflamestabilityiscontrolledbythegenerationandsheddingofvorticesinthewakeoftheflameholderastheairvelocityislow，andthelittlereactionregionintheinneredgeoftheflameholderisalsothemainfactorofflamestabilizationasthevelocityishigh．Theinjection

6、conditionoftheinjectorhasanimportantinfluenceonthereactionflow，whentheratiooffueltoairishighandthevelocityofairislow，theflameflashesbackandthelift-offdistanceoftheflamebecomessmall．Withthesameairvelocity，whentheexcessiveairratioislow，theflameshapebehindtheflame

7、holderappearsessentialchange，tWOregionsofmainreactiondisappearandtheboundaryofreactingregionsbecomesblurry．Keywords：flameholder；excessiveairratio；Mathnumber；combustionproperties；0Hspontaneousradiation0引言在亚燃冲压发动机燃烧室中，气流速度高，燃料驻留时间短，可靠点火和稳定燃烧是亚燃冲压发动机研究和设计的关键技术。目前，

8、在亚燃冲压发动机燃烧室中主要采用的火焰稳定方法是在燃烧收稿日期：2010—02—03；修回日期：2010—04—02通信作者：洪流，hongliu2020@yahoo．eolll．en室内布置火焰稳定器。点火后，稳定器后的反应流场特性对于火焰稳定和高效燃烧有重要影响。如果出现回火，将造成稳定器烧毁；如果出现吹熄，则影响发动机正常工作。因此，研究