本发明专利技术涉及喷气推进技术领域，提供一种速度交错的微混喷嘴结构与燃烧室。该微混喷嘴结构包括安装座与第一喷嘴单元；第一喷嘴单元设于安装座；第一喷嘴单元包括多个基准位预混微管和多个交错位预混微管；多个基准位预混微管和多个交错位预混微管并排设置，多个交错位预混微管设于多个基准位预混微管之间；交错位预混微管的出口端与基准位预混微管的出口端齐平；交错位预混微管的出口端与基准位预混微管的出口端对混合气体的射流速度不相同，以实现交错位预混微管与基准位预混微管的火焰延迟时间的交错。本发明专利技术将不同预混微管按射流速度进行交错排列，实现不同预混微管火焰延迟时间的交错布置，有效抑制燃烧振荡，可确保火焰燃烧的稳定性。烧的稳定性。烧的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种速度交错的微混喷嘴结构与燃烧室
[0001]本专利技术涉及喷气推进
，尤其涉及一种速度交错的微混喷嘴结构与燃烧室。
技术介绍
[0002]在喷气推进领域，例如航空发动机，燃料和氧化剂都在燃烧室内进行混合和燃烧，为飞行器提供高温燃气作为动力。因此，燃烧室内的喷嘴混合设计和燃烧组织是决定飞行器喷气推进性能的关键。传统装备主要以碳氢燃料为主要原料，但在低碳清洁目标牵引下，以氢气为主的灵活燃烧成为未来燃料的重要趋势。由于氢气极快的反应速度和较高的火焰温度，传统的燃烧室和喷嘴难以直接燃烧氢气，回火风险加大，燃烧不稳定性风险大增，掺混均匀性也受到影响，必须考虑新的燃烧形式。微混燃烧技术通过缩小燃料和空气混合尺度，强化出口均匀性来实现超低排放，同时出口的高速射流具有很强的抗回火能力和灵活燃料适应性。
[0003]传统的燃烧室无法实现以氢燃料为主的灵活燃料安全高效燃烧。目前发展的微混燃烧技术虽然可以实现灵活燃料燃烧，但是，由于现有的喷嘴结构设计不合理，在实际应用中会出现，低负荷稳定性差，高效工作负荷范围不够宽，且火焰容易产生燃烧振荡，NOx排放较多。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种速度交错的微混喷嘴结构与燃烧室，用以解决当前基于微混燃烧技术设置的喷嘴存在火焰燃烧稳定性差的问题。
[0005]本专利技术提供一种速度交错的微混喷嘴结构，包括：安装座与第一喷嘴单元；所述第一喷嘴单元设于所述安装座；所述第一喷嘴单元包括多个基准位预混微管和多个交错位预混微管；所述基准位预混微管和所述交错位预混微管均用于对通入的燃料和氧化剂进行预混，将预混的混合气体从各自的出口端排出；多个所述基准位预混微管和多个所述交错位预混微管呈并排设置，多个所述交错位预混微管设于多个所述基准位预混微管之间；所述交错位预混微管的出口端与所述基准位预混微管的出口端齐平；所述交错位预混微管的出口端与所述基准位预混微管的出口端对所述混合气体的射流速度不相同，以实现所述交错位预混微管与所述基准位预混微管的火焰延迟时间的交错。
[0006]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，所述基准位预混微管和所述交错位预混微管均包括预混微管本体、燃料入口和氧化剂入口；所述预混微管本体的入口端和出口端之间形成有气体通道；所述燃料入口和所述氧化剂入口分别与所述气体通道连通；所述燃料入口设于所述入口端，所述氧化剂入口设于所述预混微管本体的侧壁；其中，所述射流速度是由预混微管本体内进气前后的压降值、预混微管本体的氧
化剂入口和出口端的总有效面积以及所述出口端的有效面积确定的。
[0007]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，所述射流速度满足以下公式：；在上式中，u2表示射流速度，表示预混微管本体内进气前后的压降值，A表示预混微管本体的氧化剂入口和出口端的总有效面积，A2表示预混微管本体的出口端的有效面积。
[0008]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，在垂直于所述基准位预混微管的轴向的投影面上，多个所述基准位预混微管的投影和多个所述交错位预混微管的投影呈阵列排布，以形成投影阵列。
[0009]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，在所述投影阵列所对应的每一行中，所述基准位预混微管的投影和所述交错位预混微管的投影呈交替设置。
[0010]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，所述投影阵列包括基于所述基准位预混微管的投影形成的第一类投影行和基于所述交错位预混微管的投影形成的第二类投影行；所述第一类投影行和所述第二类投影行逐行呈交替设置；或者，所述第一类投影行和所述第二类投影行均设有多行，多行所述第一类投影行形成第一投影阵列，多行所述第二类投影行形成第二投影阵列，所述第一投影阵列和所述第二投影阵列呈交替设置。
[0011]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，所述投影阵列包括基于所述基准位预混微管的投影形成的第一矩形投影阵列和基于所述交错位预混微管的投影形成的第二矩形投影阵列；所述第一矩形投影阵列和所述第二矩形投影阵列呈阵列设置。
[0012]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，在所述投影阵列中，多个所述交错位预混微管的投影呈离散状分布，且分布于多个所述基准位预混微管的投影之间。
[0013]根据本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构，所述速度交错的微混喷嘴结构还包括第二喷嘴单元和第三喷嘴单元；所述第二喷嘴单元包括多个并排设置的所述基准位预混微管，所述第三喷嘴单元包括多个并排设置的所述交错位预混微管；所述第二喷嘴单元和所述第三喷嘴单元分别设于所述安装座，并与所述第一喷嘴单元并排设置；其中，所述第一喷嘴单元、所述第二喷嘴单元和所述第三喷嘴单元当中的至少两种沿圆周依次排布；或者，所述第一喷嘴单元、所述第二喷嘴单元和所述第三喷嘴单元当中的任一者设于圆心位置，所述第一喷嘴单元、所述第二喷嘴单元和所述第三喷嘴单元当中的至少两种围绕所述圆心位置依次呈圆周排布。
[0014]本专利技术还提供一种燃烧室，所述燃烧室包括如上任一项所述的速度交错的微混喷嘴结构。
[0015]本专利技术提供的一种速度交错的微混喷嘴结构与燃烧室，通过将多个交错位预混微管并排设置于多个基准位预混微管之间，可基于对交错位预混微管和基准位预混微管的内
部气路结构的设计，使得交错位预混微管的出口端与基准位预混微管的出口端对混合气体的射流速度不相同，以对基准位预混微管和交错位预混微管的火焰延迟时间进行调节，实现不同火焰延迟时间的基准位预混微管和交错位预混微管的交错排列，从而有效抑制燃烧振荡，确保火焰燃烧稳定性，能够增加燃烧室的使用寿命及安全性。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0017]图1是本专利技术提供的速度交错的微混喷嘴结构的结构示意图之一；图2是本专利技术提供的基准位预混微管的立体结构示意图之一；图3是本专利技术提供的图2的剖面结构示意图；图4是本专利技术提供的基准位预混微管的立体结构示意图之二；图5是本专利技术提供的第一喷嘴单元对应的基准位预混微管和交错位预混微管的排布示意图之一；图6是本专利技术提供的第一喷嘴单元对应的基准位预混微管和交错位预混微管的排布示意图之二；图7是本专利技术提供的第一喷嘴单元对应的基准位预混微管和交错位预混微管的排布示意图之三；图8是本专利技术提供的第一喷嘴单元对应的基准位预混微管和交错位预混微管的排布示意图之四；图9是本专利技术提供的第一喷嘴单元对应的基准位预混微管和交错位预混微管的排布示意图之五；图10是本专利技术提供的速度交错的微混喷嘴结构的结构示意图之二；图11是本专利技术提供的图10所对应的立体结构示意图；图12是本专利技术提供的速度交错的微混喷嘴结构的结构示意图之三；图13是本专利技术提供的图12所对应的立体结构示意图；图14是本专利技术提供的速度交错的微混本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种速度交错的微混喷嘴结构，其特征在于，包括：安装座与第一喷嘴单元；所述第一喷嘴单元设于所述安装座；所述第一喷嘴单元包括多个基准位预混微管和多个交错位预混微管；所述基准位预混微管和所述交错位预混微管均用于对通入的燃料和氧化剂进行预混，将预混的混合气体从各自的出口端排出；多个所述基准位预混微管和多个所述交错位预混微管呈并排设置，多个所述交错位预混微管设于多个所述基准位预混微管之间；所述交错位预混微管的出口端与所述基准位预混微管的出口端齐平；所述交错位预混微管的出口端与所述基准位预混微管的出口端对所述混合气体的射流速度不相同，以实现所述交错位预混微管与所述基准位预混微管的火焰延迟时间的交错。2.根据权利要求1所述的速度交错的微混喷嘴结构，其特征在于，所述基准位预混微管和所述交错位预混微管均包括预混微管本体、燃料入口和氧化剂入口；所述预混微管本体的入口端和出口端之间形成有气体通道；所述燃料入口和所述氧化剂入口分别与所述气体通道连通；所述燃料入口设于所述入口端，所述氧化剂入口设于所述预混微管本体的侧壁；其中，所述射流速度是由预混微管本体内进气前后的压降值、预混微管本体的氧化剂入口和出口端的总有效面积以及所述出口端的有效面积确定的。3.根据权利要求2所述的速度交错的微混喷嘴结构，其特征在于，所述射流速度满足以下公式：；在上式中，u2表示射流速度，表示预混微管本体内进气前后的压降值，A表示预混微管本体的氧化剂入口和出口端的总有效面积，A2表示预混微管本体的出口端的有效面积。4.根据权利要求1至3任一项所述的速度交错的微混喷嘴结构，其特征在于，在垂直于所述基准位预混微管的轴向的投影面上，多个所述基准位预混微管的投影和多个所述交错位预混微管的投影呈阵列排布，以形成投影阵列。5.根据权利要求4所述的速度交错的微混喷嘴结构，其特征在于，在所述投影阵列所对应的...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩啸，高安雯，林宇震，张弛，王建臣，
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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