一种航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计方法技术

本申请属于航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计技术领域，具体涉及一种航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计方法，针对多重旋流复合式喷嘴结构复杂，需要设计的参数众多的特点，对其设计过程进行科学规划，能够减少设计过程中的反复迭代次数，缩短设计周期，快速的得出满足需求的多重旋流复合式喷嘴结构参数

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计方法


[0001]本申请属于航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计
，具体涉及一种航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计方法
。

技术介绍

[0002]为能够在高油气比条件下，降低污染物的排放，航空发动机中设计采用多重旋流复合式喷嘴为燃烧室供油，以增强雾化掺混，其中主要包括离心喷嘴
、
空气雾化喷嘴及其喷嘴管路，结构复杂，需要设计的参数众多，对此，当前，缺少科学规范的设计方法，致使在对多重旋流复合式喷嘴设计时，需要大量的反复，迭代多，周期长，且难以得到能够满足需求的设计
。
[0003]鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请
。
[0004]需注意的是，以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供一种航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷
。
[0006]本申请的技术方案是：
[0007]一种航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计方法，包括：
[0008]进行离心喷嘴的性能方案设计，具体为：
[0009]计算离心喷嘴喷口有效截面系数：其中，
α1为离心喷嘴燃油雾化锥角；
e1为离心喷嘴喷口有效截面系数；
[0010]计算离心喷嘴几何特性系数：其中，
A1为离心喷嘴几何特性系数；
[0011]计算离心喷嘴流量系数：其中，
μ1为离心喷嘴流量系数；
[0012]计算离心喷嘴喷口面积：其中，
A
c1
为离心喷嘴喷口面积，
Q
f1
为离心喷嘴燃油流量，
Δ
P
f1
为离心喷嘴供油压差，可结合设计点燃油流量
、
雾化锥角及其雾化粒径得出，
ρ
f
为燃油密度；
[0013]计算离心喷嘴喷口半径：其中，
R
c1
为离心喷嘴喷口半径；
[0014]计算离心喷嘴旋流半径：
R
S1
＝
(2
～
4)R
c1
，其中，
R
S1
为离心喷嘴旋流半径；
[0015]计算离心喷嘴旋流槽面积：其中，
A
d1
为离心喷嘴旋流槽面积，
N
d1
为离心喷嘴旋流槽个数；
[0016]进行空气旋流喷嘴的性能方案设计，具体为：
[0017]计算空气旋流喷嘴喷口有效截面系数：其中，
α2为空气旋流喷嘴燃油雾化锥角；
e2为空气旋流喷嘴喷口有效截面系数；
[0018]计算空气旋流喷嘴几何特性系数：其中，
A2为空气旋流喷嘴几何特性系数；
[0019]计算空气旋流喷嘴流量系数：其中，
μ2为空气旋流喷嘴流量系数；
[0020]计算空气旋流喷嘴喷口面积：其中，
A
c2
为空气旋流喷嘴喷口面积，
Q
f2
为空气旋流喷嘴燃油流量，
Δ
P
f2
为空气旋流喷嘴供油压差，可结合设计点燃油流量
、
雾化锥角及其雾化粒径得出，
ρ
f
为燃油密度；
[0021]计算空气旋流喷嘴喷口半径：其中，
R
c2
为空气旋流喷嘴喷口半径；
[0022]计算空气旋流喷嘴旋流半径：
R
S2
＝
(2
～
4)R
c2
，其中，
R
S2
为空气旋流喷嘴旋流半径；
[0023]计算空气旋流喷嘴旋流槽面积：其中，
A
d2
为空气旋流喷嘴旋流槽面积，
N
d2
为空气旋流喷嘴旋流槽个数
。
[0024]进行喷嘴管路的性能方案设计，具体为：
[0025]计算喷嘴管路的内径：
[0026]其中，
[0027]Δ
P
为喷嘴管路的压力损失；
[0028]L
为喷嘴管路长度；
[0029]ρ
f
为燃油密度；
[0030]V
f
为喷嘴管路内燃油流速；
[0031]Re
为喷嘴管路雷诺数；
[0032]d
为喷嘴管路内径；
[0033]进行离心喷嘴性能验算，具体为：
[0034]计算离心喷嘴的几何特性数
A1：其中，
β1为离心喷嘴的旋流槽倾斜角度；
[0035]计算离心喷嘴喷口有效截面系数
e1：
[0036]计算离心喷嘴燃油雾化锥角
α1：
[0037]计算离心喷嘴流量系数
μ1：
[0038]计算离心喷嘴燃油流量
Q
f1
：
[0039]若离心喷嘴燃油雾化锥角
α1、
离心喷嘴燃油流量
Q
f1
，不满足设计点要求，则重新进行离心喷嘴的性能方案设计；
[0040]进行空气旋流喷嘴性能验算，具体为：
[0041]计算空气旋流喷嘴的几何特性数
A2：其中，
β2为空气旋流喷嘴的旋流槽倾斜角度；
[0042]计算空气旋流喷嘴喷口有效截面系数
e2：
[0043]计算空气旋流喷嘴燃油雾化锥角
α2：
[0044]计算空气旋流喷嘴流量系数
μ2：
[0045]计算空气旋流喷嘴燃油流量
Q
f2
：
[0046]若空气旋流喷嘴燃油雾化锥角
α2、
空气旋流喷嘴燃油流量
Q
f2
，不满足设计点要求，则重新进行空气旋流喷嘴的性能方案设计；
[0047]以仿真或试验手段，对离心喷嘴
、
空气雾化喷嘴
、
喷嘴管路性能进行验证，若离心喷嘴
、
空气雾化喷嘴的燃油雾化锥角
、
燃油流量不满足设计点要求，喷嘴管路损失超过限定值，则相应的重新进行离心喷嘴
、
空气雾化喷嘴
、
喷嘴管路的性能方案设计；
[0048]将离心喷嘴
、
空气雾化喷嘴
、
喷嘴管路组合为一个整体，得到航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴具体结构，完成设计
。
[0049]可选的，上述的航空发动机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种航空发动机燃烧室多重旋流复合式喷嘴设计方法，其特征在于，包括：进行离心喷嘴的性能方案设计，具体为：计算离心喷嘴喷口有效截面系数：其中，
α1为离心喷嘴燃油雾化锥角；
e1为离心喷嘴喷口有效截面系数；计算离心喷嘴几何特性系数：其中，
A1为离心喷嘴几何特性系数；计算离心喷嘴流量系数：其中，
μ1为离心喷嘴流量系数；计算离心喷嘴喷口面积：其中，
A
c1
为离心喷嘴喷口面积，
Q
f1
为离心喷嘴燃油流量，
Δ
P
f1
为离心喷嘴供油压差，可结合设计点燃油流量
、
雾化锥角及其雾化粒径得出，
ρ
f
为燃油密度；计算离心喷嘴喷口半径：其中，
R
c1
为离心喷嘴喷口半径；计算离心喷嘴旋流半径：
R
S1
＝
(2
～
4)R
c1
，其中，
R
S1
为离心喷嘴旋流半径；计算离心喷嘴旋流槽面积：其中，
A
d1
为离心喷嘴旋流槽面积，
N
d1
为离心喷嘴旋流槽个数；进行空气旋流喷嘴的性能方案设计，具体为：计算空气旋流喷嘴喷口有效截面系数：其中，
α2为空气旋流喷嘴燃油雾化锥角；
e2为空气旋流喷嘴喷口有效截面系数；计算空气旋流喷嘴几何特性系数：其中，
A2为空气旋流喷嘴几何特性系数；计算空气旋流喷嘴流量系数：其中，
μ2为空气旋流喷嘴流量系数；计算空气旋流喷嘴喷口面积：其中，
A
c2
为空气旋流喷嘴喷口面积，
Q
f2
为空气旋流喷嘴燃油流量，
Δ
P
f2
为空气旋流喷嘴供油压差，可结合设计点燃油流量
、
雾化锥角及其雾化粒径得出，
ρ
f
为燃油密度；计算空气旋流喷嘴喷口半径：其中，
R
c2
为空气旋流喷嘴喷口半径；计算空气旋流喷嘴旋流半径：
R
S2
＝
(2
～
4)R
c2
，其中，
R
S2
为空气旋流喷嘴旋流半径；计算空气旋流喷嘴旋流槽面积：其中，
A
d2
为空气旋流喷嘴旋流槽面积，
N
d2
为空气旋流喷嘴旋流槽个数

【专利技术属性】
技术研发人员：莫妲，刘永泉，朱健，李美烨，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：