一种环形燃烧室振荡抑制试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种环形燃烧室振荡抑制试验装置，包括环形燃烧室和谐振调节组件，环形燃烧室包括头部燃烧器、燃烧室内环圈、燃烧室外环圈，燃烧室外环圈上开有周向180

【技术实现步骤摘要】
一种环形燃烧室振荡抑制试验装置


[0001]本专利技术涉及环形燃烧室
，具体涉及一种环形燃烧室振荡抑制试验装置。

技术介绍

[0002]燃气轮机和航空发动机均由三大核心部件组成：压气机、燃烧室和涡轮，其中，燃料在燃烧室中发生化学反应，形成高温高压气体，在燃烧的过程中，将产生氮氧化物、一氧化碳等污染物。随着全球气候变化问题日益严峻，世界各国对污染物的排放要求愈加严格，其中，污染物排放指标，特别是氮氧化物的排放指标，成为燃烧室设计中的关键考核内容之一。一般通过增强反应物的混合过程和降低这些反应物在热火焰区的停留时间来降低氮氧化物的形成。目前现代燃烧室主要应用干式低排放（DLN或DLE）技术控制燃烧的最高火焰温度，进而降低氮氧化物的排放。然而，该干式低排放技术有一个显著的不稳定性问题，即热声振荡问题，表现为火焰筒内压力波动振荡不稳定，当振荡幅值超过一定范围后，将对燃烧室部件造成严重损坏。
[0003]抑制热声振荡的方法主要有主动控制和被动控制两种。主动控制是指在燃机运行过程中通过动态调整燃烧控制参数，如燃料流量、空气流量等抑制热声振荡；被动控制是指通过改变燃烧室结构，如在燃料管路或火焰筒上布置谐振器，如亥姆霍兹谐振腔、四分之一波长管等改变燃烧室热声特性以抑制振荡。
[0004]亥姆霍兹谐振腔是一种常见的消声结构，其原理是通过其喉部与谐振腔内空气的运动，消除外部主流道中某一频率的声波振动，亥姆霍兹共振腔的几何结构决定了所消除的声波振动的频率。当发生热声振荡时，燃烧室内某个声波频率的幅值会显著增加，此时通过亥姆霍兹共振腔抑制该频率的幅值即可实现减弱热声振荡的现象。
[0005]环形燃烧室由于其结构特性，运行时存在的压力波动主要以周向振荡为主，为了抑制环形燃烧室的热声振荡，可以在环形燃烧室上设置谐振器来实现。在环形燃烧室设计过程中，可以通过试验来测试谐振器所的最佳布置方式和布置尺寸。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对
技术介绍
中所提出的技术问题：为了在环形燃烧室试验中能够得到谐振器的最佳布置方式和布置尺寸。提出了一种结构简单、调节手段多样的环形燃烧室振荡抑制试验装置。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：一种环形燃烧室振荡抑制试验装置，包括环形燃烧室和谐振调节组件，所述环形燃烧室包括头部燃烧器、燃烧室内环圈、燃烧室外环圈，所述燃烧室外环圈上开有周向180
°
的半圆槽，所述谐振调节组件设置在所述半圆槽的外部，所述谐振调节组件包括谐振环带、可调节谐振器、L型限位环，所述可调节谐振器与所述谐振环带固定连接并与所述环形燃烧室连通，所述谐振环带的轴向宽度大于所述半圆槽的轴向宽度，所述谐振环带套在所述燃烧室外环圈的外侧并覆盖所述半圆槽，在所述谐振环带的轴向两侧设有第一L型限位环和
第二L型限位环，所述第一L型限位环和第二L型限位环与所述燃烧室外环圈固定连接并构成容纳腔和滑动槽，所述谐振环带位于所述容纳腔中并可在周向上绕所述环形燃烧室自由转动，所述可调节谐振器沿所述滑动槽跟随所述谐振环带一起运动，所述第一L型限位环和第二L型限位环的周向上设有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓沿径向穿过所述第一L型限位环和第二L型限位环，所述锁紧螺栓的螺栓头位于所述容纳腔的外侧，另一端位于所述容纳腔内，旋拧所述锁紧螺栓时可以沿径向挤压所述谐振环带使其压紧在所述燃烧室外环圈的外表面。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述燃烧室外环圈的外表面设有密封条并位于所述容纳腔内，所述密封条包围所述半圆槽，旋拧所述锁紧螺栓时可以沿径向挤压所述谐振环带使其压紧在所述密封条上。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述可调节谐振器包括谐振腔喉部、谐振腔下半、谐振腔上半，所述谐振腔喉部呈中空的圆柱形，所述谐振腔喉部的外侧与所述谐振环带固定连接，所述谐振腔下半为中空凸柱，包括喉部连接部和腔连接部，所述谐振腔上半呈一端封闭的中空圆柱，所述喉部连接部与所述谐振腔喉部的内表面螺纹连接，所述谐振腔上半的内表面与所述腔连接部的外表面螺纹连接，所述谐振腔喉部、谐振腔下半、谐振腔上半组合后构成一个完整的亥姆霍兹谐振腔。试验中可以对喉部连接部与谐振腔喉部的螺纹连接长度进行调节从而改变亥姆霍兹谐振腔的喉部长度l，通过调节所述谐振腔上半和所述谐振腔下半的螺纹连接的长度改变亥姆霍兹谐振腔的深度h，通过更换不同直径的谐振腔下半和谐振腔上半，改变亥姆霍兹谐振腔的喉部直径d和腔内直径D，从而改变了亥姆霍兹谐振腔的谐振频率，其公式如下：其中c代表当地声速。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述可调节谐振器为可调节四分之一波长管，包括连接部和调节管，所述连接部呈中空的圆柱形，所述连接部的外侧与所述谐振环带固定连接，所述调节管为一段封闭的圆柱形管，其开口端与所述连接部的内表面螺纹连接。试验中可以通过调节连接部与调节管之间螺纹连接的长度对可调节四分之一波长管进行微调，也可以更换不同长度的调节管来改变可调节四分之一波长管的长度L，从而改变可调节四分之一波长管的谐振频率，其公式如下：作为本专利技术的进一步改进，所述第一L型限位环和第二L型限位环的表面标有刻度尺。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述第一L型限位环和第二L型限位环为半圆环，在所述第一L型限位环和第二L型限位环上周向均匀布置至少五枚所述锁紧螺栓。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：在环形燃烧室试验中，通过转动谐振环带，可以改变可调节谐振器在环形燃烧室上的周向位置，第一L型限位环和第二L型限位环保证了在转动过程中可调节谐振器不发生轴向移动，改变可调节谐振器的几何参数可以改
变其谐振频率，通过调整参数最终可以获得目标环形燃烧室上谐振器的最佳布置点和最佳布置参数，也可以通过本专利技术探究不同尺寸的谐振腔对不同频率热声振荡的抑制作用。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的整体示意图；图2是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的剖视图；图3是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的局部剖视图；图4是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的局部剖视图；图5是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的谐振腔上、下半结构示意图；图6是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的部件装配示意图；图7是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的结构示意图；图8是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的周向调节示意图；图9是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第一实施例的结构调节示意图；图10是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第二实施例的局部剖视图；图11是本专利技术环形燃烧室振荡抑制试验装置的第三实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环形燃烧室振荡抑制试验装置，包括环形燃烧室和谐振调节组件，其特征在于：所述环形燃烧室包括头部燃烧器、燃烧室内环圈、燃烧室外环圈，所述燃烧室外环圈上开有周向180
°
的半圆槽，所述谐振调节组件设置在所述半圆槽的外部；所述谐振调节组件包括谐振环带、可调节谐振器、L型限位环，所述可调节谐振器与所述谐振环带固定连接并与所述环形燃烧室连通，所述谐振环带的轴向宽度大于所述半圆槽的轴向宽度，所述谐振环带套在所述燃烧室外环圈的外侧并覆盖所述半圆槽；在所述谐振环带的轴向两侧设有第一L型限位环和第二L型限位环，所述第一L型限位环和第二L型限位环与所述燃烧室外环圈固定连接并构成容纳腔和滑动槽，所述谐振环带位于所述容纳腔中并可在周向上绕所述环形燃烧室自由转动，所述可调节谐振器沿所述滑动槽跟随所述谐振环带一起运动；所述第一L型限位环和第二L型限位环的周向上设有锁紧螺栓，所述锁紧螺栓沿径向穿过所述第一L型限位环和第二L型限位环，所述锁紧螺栓的螺栓头位于所述容纳腔的外侧，另一端位于所述容纳腔内，旋拧所述锁紧螺栓时可以沿径向挤压所述谐振环带使其压紧在所述燃烧室外环圈的外表面。2.如权利要求1所述的环形燃烧室振荡抑制试验装置，其特征在于：所述燃烧室外环圈的外表面设有密封条并位于所述容纳腔内，所述密封条包围所...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅燕妮，夏一帆，郑耀，邹建锋，王高峰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：