對燃燒室的基本要求主講人：田少政《燃氣渦輪發動機》01.對燃燒室的基本要求目錄contents對燃燒室的基本要求對燃燒室的基本要求是點火可靠，燃燒穩定，燃燒效率高，壓力損失小，尺寸小，出口溫度場分布滿足要求，燃燒完全，排氣污染小，壽命長。在一定的外界條件下，應能保證燃燒室可靠點火，即能在地面和空中可靠地點燃空氣和燃油的混合物。影響點火可靠性的主要因素是燃油和空氣的比例，而說明燃油和空氣比例的參數有油氣比、余氣系數等。點火可靠對燃燒室的基本要求1.油氣比油氣比是進人燃燒室的燃油質量流量mf與進人燃燒室的空氣質量流量ma。的比值，即f=mf\ma空氣燃油比即是進人燃燒室的空氣質量流量和燃油質量流量之比。對燃燒室的基本要求2.余氣系數余氣系數是指進人燃燒室的空氣質量流量ma與進人燃燒室的燃油質量流量完全燃燒所需要的理論空氣量之比，用a表示，即余氣系數a的物理意義是表示貧油和富油的程度。a<1時為富油a>1時為貧油，航空發動機的余氣系數一般為3.5~4.5。在燃燒室的燃燒區和點火區，余氣系數總是接近于1，因為這時對燃燒最有利。燃燒要穩定對燃燒室的基本要求燃燒穩定性是指在寬廣的工作范圍內平穩燃燒和火焰保持的能力。就任一具體燃燒至而言，都有空氣燃油比的富油極限和貧油極限，超出這些極限火焰就會熄滅。發動機在急劇減速、慢車狀態下滑或俯沖期間極有可能出現熄火，這時的空氣流量大而又只有很小的燃油流量，即處于貧油狀況。空氣燃油比在富油和貧油極限之間的范圍隨空氣速度的增加而減小，如果空氣的質量流量增加超過一定的值，就會熄火。點火過程有貧油和富油極限，點火包線在穩定包線以內。燃燒完全對燃燒室的基本要求燃油燃燒時絕大部分的燃油通過燃燒將化學能轉變為熱能，但也有一部分來不及燃燒就隨著燃氣流出燃燒室。為了衡量燃燒完全的程度，常用燃燒效率來表示。燃燒效率:是1kg燃油燃燒后工質實際吸收的熱量與1kg燃油燃燒理論上釋放出的熱量之比。總壓損失小對燃燒室的基本要求氣體一邊流過燃燒室一邊和噴入的燃油混合燃燒，將產生熱阻損失，氣流的總壓下降，這將使燃氣在渦輪和噴管內膨脹做功的能力減小，影響發動機的推力和經濟性。所以應力求減小氣流在燃燒室中的總壓損失。通常用總壓恢復系數來衡量燃燒室中的總壓損失。燃燒室的尺寸要小對燃燒室的基本要求為了提高發動機的推重比，縮短燃燒室的長度，不但可以減輕燃燒室的重量，也可以縮短壓氣機和渦輪之間的距離，從而可以減輕機匣和轉子的重量。減小燃燒室的直徑可以減小發動機的迎風面積，提高發動機的迎面推力。對燃燒室的基本要求出口溫度分布要滿足要求燃燒室比較短，流出的燃氣溫度不可能很均勻，為了保證渦輪轉子葉片能夠安全可靠地工作，對燃燒室出口溫度分布的要求有：火焰除點火過程的短暫時間外，不得伸出燃燒室；在燃燒室出口環形通道上溫度分布盡可能均勻;在徑向上靠近渦輪葉片葉尖和葉根處的度應低一些，而距葉尖大約1/3處溫度最高。易損部件易損情況渦輪葉根部分由于離心力的作用使葉片及渦輪盤榫頭連接部位應力很大，溫度過高將嚴重影響它們的強度。葉尖部分在葉尖部分，由于葉片很薄，散熱條件差，很容易燒壞。溫度不宜過高對燃燒室的基本要求燃燒產物對大氣的污染要小以下4種主要污染物是受法規控制的：01未燃燒的碳氫化合物（未燃燒的燃油）（碳粒子）02一氧化碳和氮的氧化物NOx03在主燃區的富油區里，碳氫化合物轉化成一氫碳03煙這些污染物的含量隨發動機的工作狀態而變化壽命長對燃燒室的基本要求燃燒室在高溫下工作，條件十分惡劣，因此需要經常