一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器制造技术

本发明专利技术涉及一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器，波浪尾缘支板火焰稳定器由前缘、平直段、V型波浪尾缘组成，在平直段两侧面都布置3～5对呈梯形的筋条。本发明专利技术的优点和取得的有益效果为：加力燃烧室采用该带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器，火焰稳定性能好，火焰传播速度快，流阻损失小，燃烧效率高。燃烧效率高。燃烧效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器


[0001]本专利技术涉及一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器，其可用于高推重比航空发动机的一体化加力燃烧室，属于航空


技术介绍

[0002]新一代加力涡扇发动机追求高的推重比，在加力燃烧室方面，就要求零部件简洁，冷态流阻损失低，加力段长度占比小，同时加力燃烧效率高。加力燃烧室采用火焰稳定器稳定火焰组织燃烧，火焰稳定器的性能是加力燃烧室性能的决定性影响因素。新一代加力涡扇发动机大多采用整流支板与火焰稳定器一体化设计的一体化加力燃烧室。但常规支板火焰稳定器产生卡门涡街型回流涡，其回流涡稳定性较差，会导致局部不稳定的燃烧。
[0003]因加力段长度占比小，燃油喷射到火焰稳定器尾缘距离相应变小，在被点燃前燃油雾化、蒸发和掺混不充分，容易导致燃烧不稳定，与回流涡导致的不稳定燃烧叠加后，会放大燃烧不稳定问题，进而影响燃烧反应进程；火焰稳定器尾缘到喷管出口距离相应变小，燃烧段变短，火焰稳定器后回流区火焰在横向来不及传遍整个燃烧室，部分油气混合物未被充分燃烧，部分油气混合物未参与燃烧而被直接排出，因而严重影响了加力燃烧效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器，将支板火焰稳定器的尾缘改为波浪尾缘，并在支板火焰稳定器两侧面布置筋条，以提高火焰稳定性和火焰传播速度，减小流阻损失，增大燃烧效率。
[0005]本专利技术通过如下技术方案实现。
[0006]一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器，将支板火焰稳定器的V型尾缘改为V型波浪尾缘，并在支板火焰稳定器两侧面都布置筋条。
[0007]进一步，所述的波浪尾缘支板火焰稳定器，平均弦长90～150mm，展长由具体发动机确定，波浪尾缘支板火焰稳定器主要由前缘、平直段、V型波浪尾缘组成，平直段的两侧面都布置3～5对筋条，前缘为椭圆型面，椭圆长轴尺寸是短轴的1.75～2.5倍，前缘与平直段相切连续，平直段宽18～28mm，V型波浪尾缘宽24～36mm，V型波浪尾缘各处横截面形状相同，后V形型面夹角100
°
～150
°
，前V形型面与后V形型面平行，V型波浪尾缘侧面宽1.5～3mm，V型波浪尾缘含3～5个波长，在波峰位置起始和终止，V型波浪尾缘的波浪形为在锯齿形波的波峰和波谷倒圆角得到，圆角半径15～30mm，锯齿形波振幅为6～15mm。
[0008]进一步，所述的筋条厚1～3mm，侧面呈梯形，筋条前缘高1～3mm，筋条尾缘高4～6mm，筋条长20～30mm，相邻筋条前缘间距7～11mm，相邻筋条尾缘间距7～11mm，筋条对与锯齿形波的锯齿边平行，筋条与V型波浪尾缘处平行的锯齿边距离为13～18mm。
[0009]与现有技术相比，本专利技术的优点和取得的有益效果为：
[0010]第一，火焰稳定性能好。常规支板火焰稳定器产生卡门涡街型回流涡，其回流涡稳定性较差。将常规支板火焰稳定器的V型尾缘改成V型波浪尾缘，其产生稳定的K
‑
H型回流
涡。在V型波浪尾缘前平行布置筋条，形成凹腔并强化筋条诱导的流向涡。这种构型以及被强化的流向涡不仅利于燃油的蒸发和掺混，且使燃油在波谷相对富集，可扩大稳定燃烧范围，而燃油分布与横向回流区大小以及流向涡位置相匹配，进一步利于获得稳定高效的燃烧。
[0011]第二，火焰传播速度快。相比常规支板火焰稳定器，波浪尾缘支板火焰稳定器的波谷回流区变宽，波峰回流区变窄，筋条诱导的流向涡位于波谷回流区两侧，进一步扩大了波谷回流区范围，强化了回流与两侧主流之间的热质对流传输，且燃油在波谷相对富集，因而燃烧反应更激烈，这些都有利于获得更快的火焰传播速度。
[0012]第三，流阻损失小。要达到同样的火焰稳定性能和火焰传播速度，与增加常规支板火焰稳定器的堵塞宽度相比，将常规支板火焰稳定器改成波浪尾缘支板火焰稳定器，再在波浪尾缘支板火焰稳定器两侧布置筋条，所引起的流阻损失更小。而且，用稳定的K
‑
H型回流涡替换不断脱落和破裂的卡门涡街型回流涡，有利于减小流阻损失。
[0013]第四，燃烧效率高。带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的尾段构型以及被强化的流向涡不仅利于燃油的蒸发和掺混，且使燃油在波谷相对富集，并扩大了波谷回流区，从而使燃油分布与横向回流区大小以及流向涡位置相匹配，流向涡能够强化回流与两侧主流之间的热质对流传输，因而在这些综合作用下，能够在短距离内获得高的燃烧效率。
附图说明
[0014]图1为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的等轴视图。
[0015]图2为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的侧视图。
[0016]图3为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的俯视图。
[0017]图4为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的前视图。
[0018]图5为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的后视图。
[0019]图6为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的纵向截面V
X
分布。
[0020]图7为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的横向截面V
X
分布。
[0021]图8为本专利技术中带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器的流线图。
[0022]在附图中，1为前缘；2为平直段；3为V型波浪尾缘；4为筋条；L1为火焰稳定器平均弦长，L2为火焰稳定器展长，L3为筋条长，L4为筋条与尾缘处平行的锯齿边距离，L5为相邻筋条前缘间距，L6相邻筋条尾缘间距，L7为锯齿形波振幅；α1为后V形型面夹角；S1为V型波浪尾缘侧面宽，S2为筋条厚；H1为火焰稳定器平直段宽，H2为V型波浪尾缘宽，H3为筋条前缘高，H4为筋条尾缘高；R为锯齿形波的波峰和波谷处圆角半径。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图1～5和实施例对本专利技术进行进一步详细说明。
[0024]一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器，将支板火焰稳定器的V型尾缘改为V型波浪尾缘3，并在支板火焰稳定器两侧面都布置筋条。
[0025]作为本专利技术实施例的进一步改进，所述的波浪尾缘支板火焰稳定器，平均弦长L1为90～150mm，本实施例具体为120mm，展长L2由具体发动机确定，本实施例具体为180mm，波浪尾缘支板火焰稳定器主要由前缘1、平直段2、V型波浪尾缘3组成，平直段2的两侧面都布
置3～5对筋条4，本实施例具体为3对；前缘1为椭圆型面，椭圆长轴尺寸是短轴的1.75～2.5倍，本实施例具体为2倍，前缘1与平直段2相切连续，平直段2宽H1为18～28mm，本实施例具体为20mm，V型波浪尾缘3宽H2为24～36mm，本实施例具体为26mm，V型波浪尾缘3各处横截面形状相同，后V形型面夹角α1为100
°
～150
°
，本实施例具体为120
°
，前V形型面与后V形型面平行，V型波浪尾缘3侧面宽S1为1.5～3mm，本实施例具体为2mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带筋条的波浪尾缘支板火焰稳定器，其特征在于，所述的波浪尾缘支板火焰稳定器，平均弦长90～150mm，展长由具体发动机确定，波浪尾缘支板火焰稳定器主要由前缘(1)、平直段(2)、V型波浪尾缘(3)组成，平直段(2)的两侧面都布置3～5对筋条(4)，前缘(1)为椭圆型面，椭圆长轴尺寸是短轴的1.75～2.5倍，前缘(1)与平直段(2)相切连续，平直段(2)宽18～28mm，V型波浪尾缘(3)宽24～36mm，V型波浪尾缘(3)各处横截面形状相同，后V形型面夹角100
°
～150
°

【专利技术属性】
技术研发人员：钟尉，盛志强，汲心月，胡晓安，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：