本發(fā)明涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室性能試驗(yàn)，特別涉及一種面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法及獲取裝置。

背景技術(shù)：

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟，其性能直接關(guān)系到飛機(jī)的飛行性能、安全性和經(jīng)濟(jì)性。而燃燒室作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件之一，承擔(dān)著將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的重要任務(wù)。燃燒室內(nèi)的高溫燃?xì)獠粌H為渦輪和尾噴管提供了做功的能量，還直接影響了發(fā)動(dòng)機(jī)的推力、效率和壽命。隨著航空技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能要求越來(lái)越高，特別是推力和效率的提升。高溫升燃燒室作為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段之一，其內(nèi)部燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的均勻性和穩(wěn)定性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能具有重要影響。然而，高溫升燃燒室的設(shè)計(jì)和運(yùn)行面臨著諸多挑戰(zhàn)，如燃燒穩(wěn)定性、熱防護(hù)、排放控制等。燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算是評(píng)估燃燒室性能、優(yōu)化設(shè)計(jì)和提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的重要手段。通過(guò)計(jì)算燃?xì)鉁囟葓?chǎng)，可以了解燃燒室內(nèi)燃?xì)獾臏囟确植肌⒘鲃?dòng)特性以及燃燒效率等關(guān)鍵參數(shù)，為燃燒室的改進(jìn)和優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算也是評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)熱防護(hù)系統(tǒng)性能、預(yù)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命和制定維護(hù)計(jì)劃的重要依據(jù)?，F(xiàn)急需一種燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法及獲取裝置，使得可獲取面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)，了解燃燒室內(nèi)燃?xì)獾臏囟确植?、流?dòng)特性以及燃燒效率等關(guān)鍵參數(shù)。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，包括：

3、獲取燃燒反應(yīng)平衡式；

4、計(jì)算余氣系數(shù)α；

5、計(jì)算油氣比f(wàn)；

6、計(jì)算燃燒效率η；

7、計(jì)算燃燒室出口燃?xì)獾撵手礽；

8、根據(jù)計(jì)算出的i值，利用焓值表可得到對(duì)應(yīng)的燃燒溫度。

9、在一實(shí)施例中，燃燒反應(yīng)平衡式為：

10、chaobnc+xh2o+p0[r(o2)+s(n2)+t(co2)+h2o]→co2+h2o+o2+n2+co+h2+ch4+no+n

11、o2；

12、其中，a、b、c為燃料中h、o、n與c的摩爾比；x為燃燒室噴水量與燃料的摩爾比；p0為空氣的摩爾數(shù)，r、s、t為空氣中o2、n2、co2的體積分?jǐn)?shù)。

13、在一實(shí)施例中，計(jì)算余氣系數(shù)α如下：

14、

15、其中，

16、在一實(shí)施例中，計(jì)算油氣比f(wàn)如下：

17、

18、其中，

19、在一實(shí)施例中，計(jì)算燃燒效率η如下：

20、

21、其中：μg＝12.011+1.008a+15.999b+14.01c。

22、在一實(shí)施例中，計(jì)算燃燒室出口燃?xì)獾撵手礽為：i×(1+f)＝ia+f×(η×hu+d°)；

23、其中，i為燃燒室出口燃?xì)獾撵手?；ia為燃燒室進(jìn)口空氣的焓值；η為燃燒室的燃燒效率；hu為燃料的熱值；d°為燃料在25℃下的定溫燃燒焓差。

24、在一實(shí)施例中，燃料在25℃下的定溫燃燒焓差d°如下：

25、

26、其中，為co2的生成焓，為h2o的生成焓，a為燃料中h氫與c碳的摩爾比。

27、本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的獲取裝置，包括：對(duì)接燃燒室的取樣耙、對(duì)接所述取樣耙的質(zhì)譜儀，以及與所述質(zhì)譜儀電連接的控制器，所述取樣耙獲取燃燒室燃?xì)獠⑤斔徒o所述質(zhì)譜儀，所述質(zhì)譜儀分析接收到的燃燒室燃?xì)猥@取其組份，所述控制器根據(jù)質(zhì)譜儀分析出的燃燒室燃?xì)饨M份執(zhí)行如上中任意一項(xiàng)所述的計(jì)算方法。

28、本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種電子設(shè)備，包括：

29、存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上中任一項(xiàng)所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法的步驟。

30、本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有信息傳遞的實(shí)現(xiàn)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上中任一項(xiàng)所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法的步驟。

31、本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，根據(jù)燃燒室燃?xì)獾慕M份獲取燃燒反應(yīng)平衡式測(cè)量結(jié)果計(jì)算得出溫度場(chǎng)，相比傳統(tǒng)的熱電偶法在溫度測(cè)量方面有特定的優(yōu)勢(shì)，能夠測(cè)量2000k以上的溫度且獨(dú)立性較好，從而獲取面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)，了解燃燒室內(nèi)燃?xì)獾臏囟确植?、流?dòng)特性以及燃燒效率等關(guān)鍵參數(shù)。

技術(shù)特征：

1.一種面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，其特征在于，燃燒反應(yīng)平衡式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算余氣系數(shù)α如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算油氣比f(wàn)如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算燃燒效率η如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，其特征在于，計(jì)算燃燒室出口燃?xì)獾撵手礽為：i×(1+f)＝ia+f×(η×hu+d°)；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，其特征在于，

8.一種面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的獲取裝置，其特征在于，包括：對(duì)接燃燒室的取樣耙、對(duì)接所述取樣耙的質(zhì)譜儀，以及與所述質(zhì)譜儀電連接的控制器，所述取樣耙獲取燃燒室燃?xì)獠⑤斔徒o所述質(zhì)譜儀，所述質(zhì)譜儀分析接收到的燃燒室燃?xì)猥@取其組份，所述控制器根據(jù)質(zhì)譜儀分析出的燃燒室燃?xì)饨M份執(zhí)行如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的計(jì)算方法。

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有信息傳遞的實(shí)現(xiàn)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法及獲取裝置。本發(fā)明中，面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)的計(jì)算方法，包括：根據(jù)燃燒室燃?xì)獾慕M份獲取燃燒反應(yīng)平衡式；計(jì)算余氣系數(shù)α；計(jì)算油氣比f(wàn)；計(jì)算燃燒效率η；計(jì)算燃燒室出口燃?xì)獾撵手礗；根據(jù)計(jì)算出的I值，利用焓值表可得到對(duì)應(yīng)的燃燒溫度。使得可獲取面向航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃?xì)鉁囟葓?chǎng)，了解燃燒室內(nèi)燃?xì)獾臏囟确植?、流?dòng)特性以及燃燒效率等關(guān)鍵參數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：肖欣彤,黃雩洲,上官靈云,郭福華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19