本发明专利技术提供了一种交错式后涵道引射混合器，包括分流环、后涵道引射混合器以及作动装置，其中后涵道引射混合器导流片和分流环引流片交错设置。本发明专利技术通过调节后涵道引射混合器，使变循环发动机在不同工作模式下均满足混合器出口截面处的面积需求。在中等涵道比或较大涵道比工作模式下，使得内涵高温气流与部分外涵低温气流在后涵道引射混合器下游形成较强流向涡，加强了内涵高温气流与部分外涵低温气流在内涵通道内的掺混效果。在小涵道比工作模式下，使得后涵道引射混合器导流片和分流环引流片平行，有效地降低了后涵道引射混合器的流动损失。本发明专利技术还提供一种具有交错式后涵道引射混合器的加力燃烧室。引射混合器的加力燃烧室。引射混合器的加力燃烧室。
【技术实现步骤摘要】
一种交错式后涵道引射混合器及加力燃烧室
[0001]本专利技术属于航空航天
，具体涉及一种应用于变循环发动机的后涵道引射混合器及加力燃烧室。
技术介绍
[0002]为了解决航空发动机低油耗与高推比之间的矛盾，变循环发动机概念应运而生。变循环发动机由于可通过改变部件几何结构进而实现气动热力循环参数的改变，因此其兼具多种涵道比发动机的优点，可在不同涵道比条件下以不同模式工作。后涵道引射混合器是变循环发动机的关键部件，通过后涵道引射混合器和模式转换阀、前涵道引射器的协同工作，可实现不同工作状态下的模式转换。同时，后涵道引射混合器对变循环发动机加力燃烧组织也至关重要。经过多年探索，国内外已研发出多款后涵道引射混合器，但是目前公开的后涵道引射混合器专利技术专利，大多注重后涵道引射混合器的面积调节方案，而忽视了内外涵气流掺混性能。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本专利技术提供了一种应用于变循环发动机的交错式后涵道引射混合器，其既能实现面积调节功能，又能兼顾内外涵气流掺混效果，从而为加力燃烧室组织燃烧提供有利条件。
[0004]在本专利技术的一个方面，提供一种交错式后涵道引射混合器，包括：中心锥、机匣、环绕地设置在所述中心锥与机匣之间的分流环、以及环绕地设置在所述中心锥与所述分流环之间的后涵道引射混合器；
[0005]其中，所述分流环前端的轴向位置靠近于所述中心锥的前端，从而将所述中心锥和所述机匣之间的气体流动区域划分为位于所述分流环与所述机匣之间的外涵区域和位于所述分流环与所述中心锥之间的内涵区域；
[0006]其中，所述分流环上设有气流孔以及沿周向相邻于所述气流孔的引流片，所述后涵道引射混合器上设有与所述气流孔相对应的导流片，所述导流片被构造为相对于所述气流孔的角度θ可调节，从而调整外涵区域的空气通过所述气流孔进入所述内涵区域的气流通道。
[0007]优选地，所述导流片相对于所述气流孔的角度θ被配置为：
[0008]在中等或较大涵道比工作模式下，增大角度θ，从而根据设计需要提高通过所述气流通道从所述外涵区域进入所述内涵区域的流量；以及
[0009]在小涵道比工作模式下，减小角度θ，从而根据设计需要减少或关闭通过所述气流通道从所述外涵区域进入所述内涵区域的流量。
[0010]优选地，所述交错式后涵道引射混合器还包括：
[0011]作动装置，被配置为调整所述导流片相对于所述气流孔的角度θ，从而在调大角度θ时，使所述气流通道开启而使加力燃烧室进入中等或大涵道比工作模式，而在调小角度θ
时，使所述气流通道缩小或关闭而使加力燃烧室进入小涵道比工作模式。
[0012]优选地，所述分流环在所述气流孔的前侧具有与流向呈第一倾角α的分流环前缘，所述第一倾角α被构造为使所述内涵区域在所述分流环前缘处向外涵区域倾斜，所述后涵道引射混合器在所述导流片的前侧具有与流向呈第二倾角β的后涵道引射混合器前缘，所述第二倾角β被构造为使所述外涵区域在所述后涵道引射混合器前缘处向内涵区域倾斜。
[0013]优选地，多个所述气流孔沿周向均匀分布在所述分流环上，多个所述引流片沿周向均匀分布在所述后涵道引射混合器上，并且多个所述气流孔与多个所述引流片相互交错设置。
[0014]优选地，所述引流片被构造为与流向呈倾角γ，所述倾角γ被构造为使所述内涵区域在所述引流片处向外涵区域倾斜，从而引导所述内涵区域的气流增大径向速度，使得所述内涵区域的气流速度矢量朝向所述外涵区域方向。
[0015]优选地，所述导流片面向所述外涵区域的一侧被构造为具有与所述分流环相同半径的弧面，从而提高所述气流通道关闭时的所述导流片与所述气流孔之间的密封性。
[0016]优选地，所述导流片面向所述内涵区域的一侧被构造为比面向所述内涵区域的一侧半径更小的弧面，从而扩大沿导流片两侧的内涵高温气流与外涵低温气流之间的接触面，促进内涵高温气流与外涵低温气流的剪切层产生流向涡。
[0017]优选地，所述导流片在周向的两侧垂直设置有隔板，所述隔板被构造为在所述导流片相对于所述气流孔开启时封堵于所述引流片与所述导流片之间。
[0018]在本专利技术的另一个方面，提供一种加力燃烧室，包括如前文任一项实施例所述的交错式后涵道引射混合器。
[0019]因此，本专利技术具有的有益技术效果至少包括以下一种：
[0020]在加力燃烧室涵道比变化范围较大时，通过作动装置调节后涵道引射混合器，调整在不同涵道比工作模式下的内外涵气流通道面积，可以满足变循环发动机在不同工作模式下对面积变化的需求，并且将外涵气流流量按设计比例引入内涵进行掺混。
[0021]在中等或较大涵道比工作模式下，后涵道引射混合器导流片和分流环引流片相互交错设置，使得内涵高温气流与引入的外涵低温气流交错掺混，增大了所述内涵区域的高温气流与通过所述气流通道进入内涵的外涵低温气流接触面，加强了内外涵气流的掺混。
[0022]在中等或较大涵道比工作模式下，后涵道引射混合器导流片向中心方向倾斜，交错设置的后涵道引射混合器导流片和分流环引流片相互配合，形成较大的夹角θ，内涵高温气流与部分外涵低温气流在下游流场中形成较强流向涡，进一步加强了内外涵气流的掺混，使得内涵气流与部分外涵气流混合后的温度分布均匀。
[0023]在小涵道比工作模式下，后涵道引射混合器导流片向远离中心方向倾斜，使得后涵道引射混合器导流片和分流环引流片平行，有效地降低了后涵道引射混合器的流动损失。
附图说明
[0024]附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
[0025]图1为应用本专利技术的变循环发动机加力燃烧室处于中等或较大涵道比工作模式时
平行于轴向的剖视结构示意图及工作原理示意图；
[0026]图2为应用本专利技术的变循环发动机加力燃烧室处于小涵道比工作模式时平行于轴向的剖视结构示意图及工作原理示意图；
[0027]图3应用本专利技术的变循环发动机加力燃烧室处于中等或较大涵道比工作模式时的工作原理补充示意图；
[0028]图4为本专利技术全环形后涵道引射混合器与分流环配合时的立体结构示意图；
[0029]图5为本专利技术全环形后涵道引射混合器立体结构示意图；
[0030]图6为本专利技术提供的第一种后涵道引射混合器导流片立体结构示意图；
[0031]图7为本专利技术提供的第二种后涵道引射混合器导流片立体结构示意图；
[0032]图8为应用本专利技术提供的第二种后涵道引射混合器导流片的后涵道引射混合器立体结构示意图；
[0033]图9为本专利技术提供的配合后涵道引射混合器设计的分流环立体结构示意图；
[0034]图10为应用商用CFD软件数值计算45
°
扇形流体域获得的后涵道引射混合器下游流场沿程流向涡、温度分布示意图；
[0035]附图标记说明：
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种交错式后涵道引射混合器，其特征在于，包括：中心锥(4)、机匣(1)、环绕地设置在所述中心锥(4)与机匣(1)之间的分流环(3)、以及环绕地设置在所述中心锥(4)与所述分流环(3)之间的后涵道引射混合器(2)；其中，所述分流环(3)前端的轴向位置靠近于所述中心锥(4)的前端，从而将所述中心锥(4)和所述机匣(1)之间的气体流动区域划分为位于所述分流环(3)与所述机匣(1)之间的外涵区域(b)和位于所述分流环(3)与所述中心锥(4)之间的内涵区域(a)；其中，所述分流环(3)上设有气流孔(33)以及沿周向相邻于所述气流孔(33)的引流片(32)，所述后涵道引射混合器(2)上设有与所述气流孔(33)相对应的导流片(23)，所述导流片(23)被构造为相对于所述气流孔(33)的角度θ可调节，从而调整外涵区域(b)的空气通过所述气流孔(33)进入所述内涵区域(a)的气流通道。2.根据权利要求1所述的交错式后涵道引射混合器，其特征在于，所述导流片(23)相对于所述气流孔(33)的角度θ被配置为：在中等或较大涵道比工作模式下，增大角度θ，从而根据设计需要提高通过所述气流通道从所述外涵区域(b)进入所述内涵区域(a)的流量；以及在小涵道比工作模式下，减小角度θ，从而根据设计需要减少或关闭通过所述气流通道从所述外涵区域(b)进入所述内涵区域(a)的流量。3.根据权利要求1所述的交错式后涵道引射混合器，其特征在于，还包括：作动装置，被配置为调整所述导流片(23)相对于所述气流孔(33)的角度θ，从而在调大角度θ时，使所述气流通道开启而使加力燃烧室进入中等或大涵道比工作模式，而在调小角度θ时，使所述气流通道缩小或关闭而使加力燃烧室进入小涵道比工作模式。4.根据权利要求1所述的交错式后涵道引射混合器，其特征在于，所述分流环(3)在所述气流孔(33)的前侧具有与流向呈第一倾角α的分流环前缘(31)，所述第一倾角α被构造为使所述内涵区域(a)在所述分流环前...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉英，何志杰，刘广海，祝金玉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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