【技术实现步骤摘要】
一种光学通透模型燃烧室贴壁高速气帘清洁冷却装置
本专利技术属于燃气轮机燃烧室
,涉及一种可视窗清洁装置,尤其涉及一种利用贴壁高速射流气膜对可视窗附着的液滴进行吹扫的气帘清洁和冷却装置。
技术介绍
对于使用液体燃料的航空发动机,燃油雾化、蒸发和混合决定着发动机燃烧室的稳定工作边界、燃烧效率和污染物排放等燃烧性能。在航空发动机新型燃烧室的研制过程中,需要借助光学通透模型燃烧室对燃烧室内的喷雾和燃烧过程开展应用基础研究,而液滴在燃烧室内旋流条件下对可视窗的污染限制了先进光学诊断方法在喷雾和燃烧试验中的应用,从而影响了对发动机燃烧室内喷雾燃烧微观过程的认识和燃烧技术的开发。随着先进发动机燃烧室的发展,军用发动机针对更高推重比的需求向高温升燃烧室方向发展,民用发动机针对环保经济性的需求向低排放燃烧室方向发展。无论高温升燃烧室还是低排放燃烧室都普遍倾向于采用组合式燃油空气喷嘴,这使得发动机燃油喷嘴逐渐由离心喷嘴发展到空气雾化喷嘴,进一步发展到组合式空气雾化喷嘴,燃油喷嘴的作用由燃油雾化逐渐发展为燃油雾化、蒸发和混合,在燃烧室中的作用越来越重要。新型组合式燃油雾化喷嘴的发展,使得燃油雾化中旋流空气和燃油雾化作用过程更加紧密和强烈,并且进口温度和压力对燃烧室内燃油空间分布、液滴粒径、速度场等都有重要的影响。已有的模型燃烧室内的喷雾燃烧基础研究大多是在开放空间或常温常压受限空间内开展的,而对于新型组合式燃烧雾化喷嘴在开放空间或常温常压受限空间模型燃烧室内的气动雾化特性与发动机燃烧室内的气动雾化特性差别较大,导致模 ...
【技术保护点】
1.一种光学通透模型燃烧室贴壁高速气帘清洁冷却装置,所述光学通透模型燃烧室,至少包括一火焰筒和一燃烧室头部端板,其特征在于,/n所述燃烧室头部端板与火焰筒之间固定设置一沿轴向延伸的环形火焰筒可视窗,所述火焰筒与火焰筒可视窗形成光学通透火焰筒结构,/n所述燃烧室头部端板的外侧设有一高压供气环腔,所述高压供气环腔与外部一高温高压气源连通,/n所述燃烧室头部端板的内侧设有一环形火焰筒安装边,所述火焰筒安装边用以固定安装所述火焰筒可视窗,且所述火焰筒安装边内设有一环形气帘空气通道,所述气帘空气通道至少包括一增速段和一位于所述增速段下游的整流段,所述增速段的进口端与所述高压供气环腔连通,所述整流段的出口端与所述光学通透火焰筒的内腔连通,且所述整流段的出口方向至少基本与所述火焰筒可视窗的内壁平行,使得从所述整流段出口喷射出的高速气帘射流进入火焰筒后形成紧贴所述火焰筒可视窗内壁流动的贴壁均匀高速气帘,用于减少火焰筒中的液滴撞击到所述火焰筒可视窗上,同时清洁穿透气帘后附着在所述火焰筒可视窗壁面上的液滴,并实现对所述火焰筒可视窗的冷却。/n
【技术特征摘要】
1.一种光学通透模型燃烧室贴壁高速气帘清洁冷却装置,所述光学通透模型燃烧室,至少包括一火焰筒和一燃烧室头部端板,其特征在于,
所述燃烧室头部端板与火焰筒之间固定设置一沿轴向延伸的环形火焰筒可视窗,所述火焰筒与火焰筒可视窗形成光学通透火焰筒结构,
所述燃烧室头部端板的外侧设有一高压供气环腔,所述高压供气环腔与外部一高温高压气源连通,
所述燃烧室头部端板的内侧设有一环形火焰筒安装边,所述火焰筒安装边用以固定安装所述火焰筒可视窗,且所述火焰筒安装边内设有一环形气帘空气通道,所述气帘空气通道至少包括一增速段和一位于所述增速段下游的整流段,所述增速段的进口端与所述高压供气环腔连通,所述整流段的出口端与所述光学通透火焰筒的内腔连通,且所述整流段的出口方向至少基本与所述火焰筒可视窗的内壁平行,使得从所述整流段出口喷射出的高速气帘射流进入火焰筒后形成紧贴所述火焰筒可视窗内壁流动的贴壁均匀高速气帘,用于减少火焰筒中的液滴撞击到所述火焰筒可视窗上,同时清洁穿透气帘后附着在所述火焰筒可视窗壁面上的液滴,并实现对所述火焰筒可视窗的冷却。
2.根据上述权利要求所述的光学通透模型燃烧室贴壁高速气帘清洁冷却装置,所述光学通透模型燃烧室,其特征在于,所述燃烧室头部端板的中心处设有燃油雾化喷嘴安装边,所述燃油雾化喷嘴安装边用以安装组合式燃油雾化喷嘴,所述组合式燃油雾化喷嘴用以向火焰筒内喷射燃油和旋流空气。
3.根据上述权利要求所述的光学通透模型燃烧室贴壁高速气帘清洁冷却装置,所述光学通透模型燃烧室,其特征在于,所述光学通透模型燃烧室还包括一燃烧室机匣,所述火焰筒同轴固定在所述燃烧室机匣内,所述燃烧室头部端板与燃烧室机匣之间固定设置一燃烧室机匣可视窗,所述燃烧室机匣与燃烧室机匣可视窗形成光学通透燃烧室机匣结构。
4.根据上述权利要求所述的光学通透模型燃烧室贴壁高速气帘清洁冷却装置,所述光学通透模型燃烧室,其特征在于,所述火焰筒安装边包括一环形气膜内侧边和一环形气膜外侧边,所述气膜内侧边与气膜外侧边之间形成所述气帘空气通道。
5.根据上述权利要求所述的光学通透模...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘存喜,杨金虎,刘富强,穆勇,阮昌龙,王少林,徐纲,
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所,
类型:发明
国别省市:北京;11
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