一種文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)，用以減小旋流火焰根部脈動(dòng)尺度，增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋岣呷紵€(wěn)定性。本發(fā)明的文丘里管具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)。其中，環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)開有整流孔；整流孔形狀為圓形，沿文丘里管出口周向均布，并沿環(huán)形尾緣橫截面周向順排或插排布置。本發(fā)明可以在文丘里管出口建立大湍流強(qiáng)度、小湍流尺度的局部流動(dòng)，有效減弱文丘里管出口旋流火焰根部的脈動(dòng)尺度、增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣?，達(dá)到增強(qiáng)旋流火焰穩(wěn)定性，拓寬燃燒室穩(wěn)定工作邊界的目的。
【專利說明】
一種文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及燃燒領(lǐng)域，是一種增強(qiáng)旋流火焰燃燒穩(wěn)定性的裝置，具體來說是一種應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定工作邊界的控制方法主要是分級技術(shù)，即根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率的變化改變?nèi)剂狭髁炕蛘邊⑴c燃燒的空氣流量。其中燃料分級技術(shù)具體包括三種類型:周向分級、軸向分級(串聯(lián))、徑向分級(并聯(lián))。燃料分級技術(shù)拓寬燃燒室穩(wěn)定邊界的關(guān)鍵是根據(jù)不同的整機(jī)工作狀態(tài)，開啟或關(guān)閉噴嘴的燃料供應(yīng)來保證燃燒區(qū)油氣比在合適的范圍內(nèi)，提高燃燒的穩(wěn)定性。在實(shí)際的工程應(yīng)用中，燃料分級還存在一些問題，比如:周向分級在低功率時(shí)，不供燃料的噴嘴下游的低溫區(qū)“凍結(jié)” 了化學(xué)反應(yīng)，降低了燃燒效率;此外，軸向、徑向分級會(huì)增大燃燒室的尺寸以及使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化等。
[0003]空氣分級技術(shù)是通過手動(dòng)(或其他機(jī)構(gòu)，比如熱敏元件、液壓驅(qū)動(dòng)裝置、氣動(dòng)閥門等)控制燃燒系統(tǒng)的燃燒空氣量，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)燃燒室火焰穩(wěn)定性，拓寬燃燒室穩(wěn)定工作邊界的目的。近年來，美國已開始研制手動(dòng)控制的變幾何燃燒室結(jié)構(gòu)，并在一定程度上拓寬了燃燒室的穩(wěn)定工作邊界。該技術(shù)目前還不能實(shí)現(xiàn)氣量的無級調(diào)節(jié)，并且在拓寬燃燒室穩(wěn)定工作邊界的同時(shí)大大增加燃燒室結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，給燃燒室的設(shè)計(jì)加工以及日后的運(yùn)行和維護(hù)帶來困難;此外燃燒室零部件的增多也會(huì)增大燃燒室的故障率，降低動(dòng)力系統(tǒng)整機(jī)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)，用以減小旋流火焰根部脈動(dòng)尺度、增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣?，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有多孔環(huán)形結(jié)構(gòu)。通過該結(jié)構(gòu)可以有效增強(qiáng)旋流火焰穩(wěn)定性，拓寬燃燒室穩(wěn)定工作邊界。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)，用以增強(qiáng)雙徑向旋流器燃燒室旋流火焰根部脈動(dòng)尺度，增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋岣呷紵€(wěn)定性，所述雙徑向旋流器包括第一、二級徑向旋流器，每級徑向旋流器中均設(shè)置有旋流葉片，第一、二級旋流葉片的旋轉(zhuǎn)方向相反，所述第一級徑向旋流器裝有燃料噴嘴，所述文丘里管安裝于所述第一、二級軸向旋流器之間；其特征在于，所述文丘里管具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形尾緣上開有整流孔;所述整流孔形狀為圓形，其沿文丘里管出口周向均布，并沿環(huán)形尾緣橫截面周向順排或插排布置。本發(fā)明可以在文丘里管出口建立大湍流強(qiáng)度、小湍流尺度的局部流動(dòng)，有效減弱文丘里管出口旋流火焰根部的脈動(dòng)尺度、增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣?，達(dá)到增強(qiáng)旋流火焰穩(wěn)定性，拓寬燃燒室穩(wěn)定工作邊界的目的。
[0007]優(yōu)選地，所述多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)外直徑d。< 3mm,內(nèi)直徑di < 2.5mm；
[0008]優(yōu)選地，所述整流孔直徑dh < 1mm，整流孔開孔方向?yàn)榄h(huán)形尾緣外表面法向，整流孔沿文丘里管出口周向夾角Ct1 < 10°，不同排的整流孔沿環(huán)形尾緣橫截面周向夾角Ct2 > 20°
[0009]本發(fā)明的文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)相比于現(xiàn)有技術(shù)具有顯著的技術(shù)效果，能夠有效減小旋流火焰根部脈動(dòng)尺度、增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋鰪?qiáng)旋流火焰穩(wěn)定性，拓寬燃燒室穩(wěn)定工作邊界。
【附圖說明】
[0010]圖1為某型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室雙級旋流裝置示意圖，圖中的文丘里管4為常規(guī)文丘里管；
[0011]圖2為本發(fā)明的文丘里管與常規(guī)文丘里管的對比示意圖，(A)為常規(guī)文丘里管，(B)為本發(fā)明的具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)的文丘里管；
[0012]圖3為本發(fā)明的具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)的文丘里管的截面示意圖，其中(A)為文丘里管的正、側(cè)視圖，⑶為A-A向剖面圖；
[0013]圖4為裝有本發(fā)明的具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)文丘里管的雙級徑向旋流器及某型燃燒室的三維模型，(A)為雙級徑向旋流器側(cè)面剖視圖，(B)為雙級徑向旋流器45度斜視圖，(C)為雙級徑向旋流器正視圖，(D)為裝有具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)的文丘里管的某型燃燒室。
[0014]圖中符號說明如下:
[0015]1、燃料噴嘴;2、第一級徑向旋流器;3、第二級徑向旋流器;4、文丘里管;5、套筒;6、常規(guī)尾緣;7、多孔環(huán)形尾緣。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0017]圖1為某型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室雙級徑向旋流裝置示意圖，其中的文丘里管4為常規(guī)文丘里管。兩級旋流器2、3均為徑向旋流器，氣流旋轉(zhuǎn)方向相反，為右手方向；第一級軸向旋流器2裝有燃料噴嘴I，文丘里管4安裝于第一、二級軸向旋流器2、3之間。第一級軸向旋流器2的旋流數(shù)3?= 1.05；第二級軸向旋流器3的旋流數(shù)3? = 0.95;兩級旋流器旋流葉片個(gè)數(shù)各為12個(gè);文丘里管4的喉道直徑dv= 18mm。
[0018]圖2為本發(fā)明的具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)的文丘里管與常規(guī)文丘里管的對比示意圖，其中圖2(A)為常規(guī)文丘里管，圖2(B)為具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)的文丘里管。常規(guī)文丘里管，如圖2(A)所示，其尾緣無多孔環(huán)形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的文丘里管，如圖2(B)所示:文丘里管尾緣具有多孔環(huán)形結(jié)構(gòu)。其中，多孔環(huán)形尾緣外直徑d。= 2mm，內(nèi)直徑di = Imm;整流孔為圓形，直徑dh = 0.1mm，順排布置;整流孔開孔方向?yàn)榄h(huán)形尾緣外表面法向，整流孔沿文丘里管尾緣周向夾角α: = 2°，不同排的整流孔沿環(huán)形尾緣橫截面周向夾角α2 = 30°。
[0019]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.本發(fā)明涉及一種文丘里管尾緣結(jié)構(gòu)，用以減弱雙徑向旋流器燃燒室旋流火焰根部脈動(dòng)尺度，增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣?，提高燃燒穩(wěn)定性，所述雙徑向旋流器包括第一、二級徑向旋流器，每級徑向旋流器中均設(shè)置有旋流葉片，第一、二級旋流葉片的旋轉(zhuǎn)方向相反，所述第一級徑向旋流器裝有燃料噴嘴，所述文丘里管安裝于所述第一、二級徑向旋流器之間；其特征在于，所述文丘里管具有多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形尾緣上開有整流孔;所述整流孔形狀為圓形，其沿文丘里管出口周向均布，并沿環(huán)形尾緣橫截面周向順排或插排布置。本發(fā)明可以在文丘里管出口建立大湍流強(qiáng)度、小湍流尺度的局部流動(dòng)，有效減弱文丘里管出口旋流火焰根部的脈動(dòng)尺度、增加湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋_(dá)到增強(qiáng)旋流火焰穩(wěn)定性，拓寬燃燒室穩(wěn)定工作邊界的目的。2.如權(quán)利要求1所述的多孔環(huán)形尾緣結(jié)構(gòu)，其特征是:多孔環(huán)形尾緣外直徑d。^3mm，內(nèi)直徑di < 2.5mm。3.如權(quán)利要求1所述的整流孔，其特征是:整流孔直徑cK1mm，整流孔開孔方向?yàn)榄h(huán)形尾緣外表面法向，整流孔沿文丘里管出口周向夾角a 10°，不同排的整流孔沿環(huán)形尾緣橫截面周向夾角α2> 20°。
【文檔編號】F23R3/42GK105864826SQ201610266259
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】胡斌, 趙慶軍, 趙巍, 張彬彬
【申請人】中國科學(xué)院工程熱物理研究所