航空发动机结构-第六章-燃烧室与加力燃烧室.ppt

1、第四讲燃烧室和加力燃烧室,主要内容,第一节 燃烧室概述 第二节 基本构件及结构 第三节 燃烧室故障 第四节 材料和涂层 第五节 加力燃烧室,第一节 燃烧室概述,1 组成与工作原理 扩压器 火焰筒 外壳 内壳 涡流器 喷咀 点火器,第一节 燃烧室概述,原理： 空气分股、反向回流、非均匀混合气,第一节 燃烧室概述,2 特点 工作条件恶劣、局部过热、热腐蚀和热疲劳； 承受气体压力、轴向力、惯性力和气流脉动交变力； 燃烧室后面有高速旋转的涡轮；,第一节 燃烧室概述,3 要求 1.各种条件下稳定燃烧不脉动、不息火； 2.具有高的完全燃烧度和最小的散热损失； 3.具有大的容热强度；(物理意义？) 4.出口

2、流场符合要求； 5.流体阻力小；(总压恢复系数) 6.结构简单，维修方便，寿命长； 7.启动性能好，高空再起动性能好；,发动机氮化物排放标准,第一节 燃烧室概述,4 基本类型 单管式 环管式 全环形,折流式 回流式 分阶燃烧室 双环腔环形,第一节 燃烧室概述,单管式燃烧室,第一节 燃烧室概述,环管式燃烧室 火焰筒独立 燃烧室机匣为整体,第一节 燃烧室概述,折流式燃烧室 气流在燃烧室中的流动变向 用于小流量发动机,第一节 燃烧室概述,回流式燃烧室 气流在燃烧室中的流动反向 用于小流量发动机,第一节 燃烧室概述,双环腔燃烧室 Double Annule Combuster,第一节 燃烧室概述,分级

3、燃烧室 Staged Combuster,第一节 燃烧室概述,燃烧室设计要求 买得起，泼辣，重量轻，性能好 增强在小空间内油气掺混； 改善低状态下的稳定性 高状态下的高温耐久性 采用先进的涡流器技术,第一节 燃烧室概述,第二节 基本构件及结构,2.1 扩压器 一级扩压的扩压器 二级扩压的扩压器 突扩式扩压器 叶栅式扩压器,F100突扩式扩压器,PW4000扩压器,内、外机匣连同带叶栅的扩散器整体铸出,第二节 基本构件及结构,2.2 涡流器 涡流器分类： 叶片式 非叶片式涡流器 作用： 涡流器形成火焰筒头部的气流打旋构成低速回流区,气动式扰流器,第二节 基本构件及结构,2.3 喷咀 离心喷咀 气

4、动喷咀 蒸发喷咀 甩油盘,第二节 基本构件及结构,离心喷嘴,离心喷嘴,气动喷嘴,蒸发喷咀,蒸发式喷嘴,第二节 基本构件及结构,2.4 点火器 直接点火装置 间接点火装置。 2.5 联焰管 作用：联燃，均压。,WP7点火器,第二节 基本构件及结构,2.6 火焰筒冷却方法 气膜冷却,气膜冷却,气膜冷却,气膜冷却,第二节 基本构件及结构,现代燃烧室火焰筒加工： 由滚轧出的环形段焊接 (EBW) 而成 焊缝位于冷却孔附近的冷区 采用Hastelloy X 镍基高温合金 与燃气接触的表面用等离子喷涂一层隔热涂层 头部用Inconel 625 镍基合金铸出,双层浮壁式（V2500）,第三节 燃烧室故障,1

5、.结构故障产生的原因 结构故障- 性能故障 2. 设计中采取的措施 局部减弱-开槽 - 槽端钻孔 留有膨胀余地 - 有相对移动的位置 采用涂层,CFM56-3火燃筒的安装,第四节 材料和涂层,4.1 材料: 不锈钢、结构钢 镍基高温合金钢 4.2 涂层： 高温珐琅涂层(釉面)-防热涂层 热扩散涂层-Cr和Al涂层 热喷涂涂层-等离子喷涂 烘烤涂层-利用烘烤工艺,第五节 加力燃烧室,军用涡喷、涡扇发动机,5.1 概述,加力的作用和方法 在最大状态下况下短期增加推力。 喷水加力：压气机、燃烧室、进气道。 加力燃烧室： 燃气中有剩余氧气；流速350-400米/秒； 温度900-1000K； 总压变化

6、很大。 特点： 增加推力；耗油率增；喷口需要调节。,M-88-2,5.2 加力燃烧室的组成,扩压器、喷油装置、火稳定器、点火装置、防振屏、冷却屏、尾喷口。,5.1 概述,5.3 扩压器,设计要求 要求损失小，尽力使流速降低。 等外径、内外均扩、等压力梯度、全长内锥。 由外壳、内锥和支板组成，均为板料加工焊接。,WP-7 加力燃烧室,-31加力燃烧室,5.4 双涵道发动机的混合器,漏斗形混合器 混合效果好，压力损失大，重量大，结构复杂。MK202 环形混合器 压力损失小，重量轻，结构简单， 但出口流场随飞行状态变化大要求良好的燃油调节系统。F100,5.4 双涵道发动机的混合器,菊花形混合器 利用波形菊花槽来增加内外函气流的混合。F101、F404,5.5 火焰稳定器,作用：形成挡风墙并组织回流区。 形式：一般采用V型: 环形、径向。 1.环形稳定器 WP7甲 2.径向稳定器 WP7乙 3.沙丘稳定器 WP7B 4.蒸发式稳定器 MK202 5.气动式稳定器 法国“阿塔”,MK202 蒸发式稳定器,火焰稳定器,沙丘驻涡火燃稳定器,在研的新型加力燃烧室,旋涡加力燃烧室 独特的火燃稳定技术 减小加力燃烧室长度,加力燃烧室其他部件,5.6 供油系统 离心式喷咀 直流式或射流式喷咀 针塞式喷咀 F1