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国外民用航空发动机低污染燃烧室的发展 被引量:23
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作者 刘静 肇俊武 《航空发动机》 2012年第4期11-16,共6页
由于地球大气污染加剧,低污染燃烧室的研制成为了制约民用飞机发动机发展的关键技术之一。叙述了ICAO CAEP标准对民用航空发动机污染物排放的规定,以及污染物形成机理和排放控制方法,详细介绍了美国和英国、德国等欧洲航空发动机先进国... 由于地球大气污染加剧,低污染燃烧室的研制成为了制约民用飞机发动机发展的关键技术之一。叙述了ICAO CAEP标准对民用航空发动机污染物排放的规定,以及污染物形成机理和排放控制方法,详细介绍了美国和英国、德国等欧洲航空发动机先进国家研制的多种高效低污染燃烧室,如TAPS、TALON、TVC和ANTLE等。这几种燃烧室的污染物排放水平均比CAEP2标准规定值低50%以上,其研制、发展和使用经验,对中国低污染燃烧室的研制和发展具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 民用航空发动机 低污染排放 燃烧室
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LPP低污染燃烧室两相喷雾燃烧数值研究 被引量:23
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作者 邓远灏 颜应文 +3 位作者 朱嘉伟 李诗 徐华胜 张靖周 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期353-361,共9页
提出一种带有多点燃油直接喷射双环预混旋流(TAPS/MLDI)头部的贫油预混预蒸发(LPP)低污染圆筒燃烧室,为了获得该燃烧室两相喷雾燃烧流场与燃烧性能,利用Fluent数值研究三种LPP燃烧室头部方案和四种进口工况。计算结果表明:(1)LPP燃烧室... 提出一种带有多点燃油直接喷射双环预混旋流(TAPS/MLDI)头部的贫油预混预蒸发(LPP)低污染圆筒燃烧室,为了获得该燃烧室两相喷雾燃烧流场与燃烧性能,利用Fluent数值研究三种LPP燃烧室头部方案和四种进口工况。计算结果表明:(1)LPP燃烧室头部冷态流场存在中心回流区、角落回流区和唇口回流区,流场结果与PIV试验结果吻合较好。(2)在头部方案不变的情况下,工况从100%推力下降到7%推力时,出口平均温度逐渐下降,污染物NOx排放相应减少。(3)在进口工况不变时,头部方案B燃烧性能相对最优。(4)热力型NOx的生成速率与燃气温度超过1950K区域的大小和最高燃气温度直接相关,热力型NOx的生成主要分布在火焰锋面附近。 展开更多
关键词 贫油预混预蒸发 低污染燃烧室 两相喷雾燃烧 粒子图像测速法 燃烧性能
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LPP低污染燃烧室两相喷雾燃烧性能数值研究 被引量:8
3
作者 朱嘉伟 颜应文 +1 位作者 李诗 邓远灏 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期792-800,共9页
采用Fluent软件对贫油预混预蒸发(LPP)低污染燃烧室两相喷雾燃烧流场、温度场和污染排放性能进行数值计算.在副模结构保持不变时,LPP低污染燃烧室头部在相同工况下,数值研究不同的主模旋流角度对燃烧流场、温度场以及污染排放的影响.采... 采用Fluent软件对贫油预混预蒸发(LPP)低污染燃烧室两相喷雾燃烧流场、温度场和污染排放性能进行数值计算.在副模结构保持不变时,LPP低污染燃烧室头部在相同工况下,数值研究不同的主模旋流角度对燃烧流场、温度场以及污染排放的影响.采用标准的k-ε模型对湍流黏性进行模拟,采用离散相模型对油珠颗粒的运动轨迹进行追踪,采用非预混平衡化学反应模型来模拟化学反应速率.数值计算结果表明:①在LPP低污染燃烧室头部存在明显的中心回流区、角回流区和唇口回流区;②中心回流区外形呈橄榄形状,并且回流区长度都较长,随着主模旋流角度的增大,中心回流区逐渐变胖且变短,角回流区则逐渐变小;③随着主模旋流角度增大,压力损失也随之增大;④热力型NOx生成的速率与燃烧温度超过1 950K区域的面积大小和最高的燃气温度有直接的关系,在副模和主模火焰锋面附近,由于燃烧温度高,是热力型NOx的集中分布区域;⑤出口温度分布系数随着主模旋流角度的增加呈现出先减少后增加的趋势,且主模旋流角度为45°(C方案)时出口温度分布系数最小,即C方案的出口温度分布最均匀;⑥在相同的工况下,C方案燃烧性能相对最优. 展开更多
关键词 贫油预混预蒸发 低污染燃烧室 两相喷雾燃烧 燃烧性能 热力型NOx
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燃气轮机无冷却高温受感部设计及应用
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作者 李宏宇 刘绪鹏 +2 位作者 张校东 张龙 方明磊 《航空发动机》 北大核心 2023年第2期155-159,共5页
针对某型燃气轮机低排放燃烧室出口温度场测量无法采用常规气冷受感部的实际问题,基于高温陶瓷复合材料设计并应用了一种无冷却高温受感部。通过对高温陶瓷复合材料进行力学性能试验、氧化规律试验,首次将该材料应用于受感部主要承力部... 针对某型燃气轮机低排放燃烧室出口温度场测量无法采用常规气冷受感部的实际问题,基于高温陶瓷复合材料设计并应用了一种无冷却高温受感部。通过对高温陶瓷复合材料进行力学性能试验、氧化规律试验,首次将该材料应用于受感部主要承力部件,降低了设计及装配复杂度,避免了在试验过程中引入冷却介质、过多占用台架资源的问题,同时通过“内埋”式屏蔽罩设计提高了受感部的测试精度,计算结果表明:受感部的综合误差满足±1%的测试精度要求。燃烧室温度场测量试验结果表明:高温陶瓷复合材料能够在1200℃以上的高温环境下作为受感部主要承力部件使用,且温度数据变化情况与试验状态变化情况一致,能够反映燃烧室出口温度分布规律。 展开更多
关键词 高温受感部 高温陶瓷复合材料 无冷却“ 内埋”式屏蔽罩 低排放燃烧室 燃气轮机
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塔式同轴分级旋流器结构参数对燃烧室性能的影响
5
作者 吕光普 张志浩 +4 位作者 刘潇 李圣男 刘恩惠 赵铁铮 郑洪涛 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期569-580,共12页
针对气态燃料-低排放塔式同轴分级燃烧室,采用数值模拟的方法探究该分级旋流器的旋流角度、叶间流道斜径向角度和轮毂展向角度对燃烧流场结构和燃烧室性能的影响规律.与主燃1级旋流角相比,总压损失和两级流量分配比例受到主燃2级旋流角... 针对气态燃料-低排放塔式同轴分级燃烧室,采用数值模拟的方法探究该分级旋流器的旋流角度、叶间流道斜径向角度和轮毂展向角度对燃烧流场结构和燃烧室性能的影响规律.与主燃1级旋流角相比,总压损失和两级流量分配比例受到主燃2级旋流角的影响更大.而燃烧效率、混合均匀性指数和排放性能在本文所选范围内受到旋流角度的影响相对有限.叶间流道斜径向和轮毂展向角的改变对燃烧室总压损失和回流区形态的影响比较显著.在轮毂展相角增加至30°以上时,NO_(x)和CO排放量的增幅明显.轮毂展向角的增加会使回流区宽度略有增加,但涡心位置会显著向下游移动.在保证燃烧性能的前提下,选择更低的旋流角度和更大的轮毂展向角能够进一步降低燃烧室的流动损失. 展开更多
关键词 塔式同轴分级 低排放燃烧室 旋流角 斜径向角 轮毂展向角
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燃料分配方式对微燃机燃烧室燃烧性能影响 被引量:3
6
作者 陈炫任 刘爱虢 +4 位作者 胡建 杨宇东 王成军 曾文 毛晓东 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1875-1883,共9页
提出了一种喷口位置可变采用燃料多点喷射的干式低排放(DLE)微型燃气轮机燃烧室,为了获得值班级与主燃级之间燃料分配方式对燃烧性能的影响,对该燃烧室在不同分配方式下的燃烧性能进行了实验测试与数值模拟。结果表明:燃料喷口位置改变... 提出了一种喷口位置可变采用燃料多点喷射的干式低排放(DLE)微型燃气轮机燃烧室,为了获得值班级与主燃级之间燃料分配方式对燃烧性能的影响,对该燃烧室在不同分配方式下的燃烧性能进行了实验测试与数值模拟。结果表明:燃料喷口位置改变对污染物排放影响不显著;燃料分配方式的改变对温度场和污染物的生成特性有影响,随着两级燃料分配比例的增大,NOx排放量呈现先减少后增加的趋势,存在一个最佳的燃料分配比例使NOx排放最低;燃烧室内存在明显的中心回流区(PRZ),便于点火及火焰传播;热力型NOx的生成量与温度高于1 950 K的区域大小和最高燃气温度有直接关系。所设计的燃烧室在以天然气为燃料的所有工况下NOx排放都可降低到50 mg/m^3以下,达到了低污染燃烧室排放标准(小于50 mg/m^3)。 展开更多
关键词 干式低排放(DLE)技术 燃料分配方式 氮氧化物(NOx) 燃烧性能 低污染燃烧室
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低排放燃烧室化学反应器网络模型的参数化 被引量:3
7
作者 刘闯 李鹏飞 +2 位作者 刘勇 朱冬清 金仁瀚 《航空发动机》 2016年第2期11-16,共6页
为了掌握低排放燃烧室的污染物排放情况,对其化学反应网络器(CRN)模型的参数化进行研究。对爬升工况下燃烧室CFD数值模拟结果进行分析,划分燃烧室的结构,得到燃烧室的CRN模型。再利用自编程软件对燃烧室的结构参数和进口参数进行参数化... 为了掌握低排放燃烧室的污染物排放情况,对其化学反应网络器(CRN)模型的参数化进行研究。对爬升工况下燃烧室CFD数值模拟结果进行分析,划分燃烧室的结构,得到燃烧室的CRN模型。再利用自编程软件对燃烧室的结构参数和进口参数进行参数化定义,并把参数化的CRN模型在不同工况下的模拟结果与试验结果分别比较。结果表明:在慢车工况下二者相差不大,在爬升工况下二者差异也在允许误差范围之内。验证了该模型可行性较好,该参数化CRN模型可用于预测低排放燃烧室的污染物排放量和出口温度。 展开更多
关键词 化学反应器网络模型 低排放燃烧室 CFD数值模拟 参数化 污染物排放 航空发动机
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旋涡式低NO_x煤粉燃烧器燃烧特性的数值模拟 被引量:2
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作者 汪小憨 祝波 +2 位作者 赵黛青 蒋利桥 杨卫斌 《过程工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期703-708,共6页
在冷态实验和数值研究的基础上,采用STAR-CD软件对旋涡式低NOx煤粉燃烧器进行了热态模拟,分别得出了燃烧器内还原区和燃尽区的燃烧特性.还原区流场呈涡旋状,颗粒处在高速旋转、燃烧、破碎的状态,其内严重缺氧,温度较低且分布均匀.燃尽... 在冷态实验和数值研究的基础上,采用STAR-CD软件对旋涡式低NOx煤粉燃烧器进行了热态模拟,分别得出了燃烧器内还原区和燃尽区的燃烧特性.还原区流场呈涡旋状,颗粒处在高速旋转、燃烧、破碎的状态,其内严重缺氧,温度较低且分布均匀.燃尽区内氧气浓度相对较高,温度较高,有利于颗粒的燃尽.对于0.5mm以下颗粒,本燃烧器能够稳定地燃烧,并得到较低的氮氧化物排放.对燃烧器优化设计的计算结果表明,将一次风单管进风改为多口进风能够较好地将大颗粒压制在下部的旋流区内,在保证低氮氧化物排放的同时,有利于阻止颗粒逃逸、提高燃烧效率.在优化的计算工况下,其NOx的排放量仅为118mg/Nm3,远低于固态排渣炉650mg/Nm3的国家排放标准. 展开更多
关键词 低NOX排放 煤粉燃烧器 旋涡 数值模拟
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低污染燃烧室预混喷嘴结构性能的数值研究
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作者 徐佳恒 胡宏斌 +1 位作者 段冬霞 聂超群 《燃气轮机技术》 2018年第1期16-22,共7页
以某燃气轮机SAC(单环腔)燃烧室为原型,设计、研究了一种适用于甲烷燃料的低污染燃烧室,对燃烧室单喷嘴模型进行了数值模拟研究。就燃料喷孔位置、旋流器旋流数、叶片数目对流场和温度场进行了定性的分析。结果表明:(1)设计的喷嘴结构... 以某燃气轮机SAC(单环腔)燃烧室为原型,设计、研究了一种适用于甲烷燃料的低污染燃烧室,对燃烧室单喷嘴模型进行了数值模拟研究。就燃料喷孔位置、旋流器旋流数、叶片数目对流场和温度场进行了定性的分析。结果表明:(1)设计的喷嘴结构能形成明显的中心回流区和角回流区;(2)在有限预混长度情况下,燃料孔的位置对燃料空气预混效果有较大影响;(3)旋流器旋流数及叶片数目对燃烧室冷态流场有较大影响,且旋流数设计过大会导致回火现象,旋流数过低也会对燃料空气预混的均匀性产生一定影响;(4)结构优化后的喷嘴经计算得到NO_x排放量为7.01×10^(-6)(15%O_2浓度),CO为4.687×10^(-6)(15%O_2浓度),相比传统燃烧室降低了约80%,为形成与环境友好的燃烧室设计技术做了理论探索前期的研究工作。 展开更多
关键词 低污染燃烧室 预混 甲烷 数值模拟
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蓄热式辐射管中降低NO_X排放量的试验研究 被引量:3
10
作者 伍成波 马丁 +1 位作者 许鹏彦 杨辉 《工业加热》 CAS 2007年第2期37-40,共4页
蓄热式辐射管具有很强的节能优势,为了能在节能的基础上达到NOX的低排放,提高其环保效益,试验研究将低NOX燃烧技术与蓄热式燃烧技术有机地结合起来,开发出可靠、实用的工程技术并应用在蓄热式辐射管中。结果表明分段燃烧与“十”字型插... 蓄热式辐射管具有很强的节能优势,为了能在节能的基础上达到NOX的低排放,提高其环保效益,试验研究将低NOX燃烧技术与蓄热式燃烧技术有机地结合起来,开发出可靠、实用的工程技术并应用在蓄热式辐射管中。结果表明分段燃烧与“十”字型插件相结合的技术在满足蓄热式辐射管使用要求的情况下,NOX可以达到环保排放标准。同时由于此项技术成本低、易于实施,为其在工业化中的应用打下了良好的基础。 展开更多
关键词 低NOX排放 蓄热式辐射管 实用技术 节能
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民用航空发动机低排放燃烧室技术 被引量:12
11
作者 徐华胜 邓远灏 马存祥 《航空科学技术》 2012年第4期5-10,共6页
国际上对民用航空运输污染排放的限制标准越来越严格,燃烧室作为民用航空发动机污染排放的唯一来源,降低污染排放物的生成量是燃烧室研制面临的重要任务,低排放燃烧技术作为民用航空发动机的关键技术之一,是支撑民用航空发动机研制和进... 国际上对民用航空运输污染排放的限制标准越来越严格,燃烧室作为民用航空发动机污染排放的唯一来源,降低污染排放物的生成量是燃烧室研制面临的重要任务,低排放燃烧技术作为民用航空发动机的关键技术之一,是支撑民用航空发动机研制和进入市场的核心技术。本文简述了民用航空发动机污染排放标准的发展趋势、污染物的生成机理和控制、先进低排放燃烧室技术和未来超低排放燃烧技术发展方向。 展开更多
关键词 民用航空发动机 低排放燃烧室 贫油燃烧技术 富油燃烧技术
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民用飞机低污染燃烧室的技术成熟度划分 被引量:11
12
作者 张川 索建秦 金如山 《航空工程进展》 2010年第1期85-89,共5页
本文针对民用飞机低污染燃烧室的特点,讨论了其技术成熟度(Technology Readiness Level Seale,TRL)划分和研发的技术路线。对低污染燃烧室的研发,技术成熟程度是基本的规划工作,可以作为一个客观的方法,来评定所研发的低污染燃烧室技术... 本文针对民用飞机低污染燃烧室的特点,讨论了其技术成熟度(Technology Readiness Level Seale,TRL)划分和研发的技术路线。对低污染燃烧室的研发,技术成熟程度是基本的规划工作,可以作为一个客观的方法,来评定所研发的低污染燃烧室技术是适合于远期目标(TRL3),还是适合于中期目标(TRL6);也可以用于确定哪一个研发的技术方案可以尽快地应用于实际型号(TRL9)。此外,低污染燃烧室技术成熟程度的划分,实际上是系统地阐明低污染燃烧室技术研发的技术道路,说明要通过哪些试验来验证达到各种技术成熟的水平。 展开更多
关键词 民用飞机 低污染 燃烧室 技术成熟度
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同心分级旋流结构的动态响应特征 被引量:7
13
作者 秦皓 丁志磊 +1 位作者 林宇震 李继保 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期793-799,共7页
实验探索了LESS(low emissions with stirred swirls)燃烧室头部出口附近的固有流动特征,及其对外界激励的响应.实验结果表明:预燃级旋流区域存在着周期性流动结构,而主燃级出口区域没有周期性流动结构;当外界激励的频率与流动固有频率... 实验探索了LESS(low emissions with stirred swirls)燃烧室头部出口附近的固有流动特征,及其对外界激励的响应.实验结果表明:预燃级旋流区域存在着周期性流动结构,而主燃级出口区域没有周期性流动结构;当外界激励的频率与流动固有频率耦合时,会引起预燃级流场畸变,并导致周期性流动的流速振荡幅值急剧增大. 展开更多
关键词 非定常流动 动态响应 旋流流动 燃烧不稳定性 低排放燃烧室
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LPP低污染燃烧室单头部燃烧性能试验 被引量:7
14
作者 颜应文 党龙飞 +2 位作者 邓远灏 徐榕 徐华胜 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期814-822,共9页
对贫油预混预蒸发(LPP)低污染燃烧室单头部三级旋流器进行燃烧性能试验,研究不同的油气比、进口空气流量和进口空气温度以及值班级喷嘴安装位置对燃烧室出口截面燃烧性能的影响,获得了燃烧室出口截面温度分布、燃烧效率以及污染物排放... 对贫油预混预蒸发(LPP)低污染燃烧室单头部三级旋流器进行燃烧性能试验,研究不同的油气比、进口空气流量和进口空气温度以及值班级喷嘴安装位置对燃烧室出口截面燃烧性能的影响,获得了燃烧室出口截面温度分布、燃烧效率以及污染物排放的规律.试验结果表明:1油气比增加,NOx排放相应增加;头部A燃烧性能稍优于头部B;2同一油气比下进口空气温度越高,其燃烧污染物排放越多;进口空气流量越大,污染物排放越少;3值班级喷嘴安装位置对LPP低污染燃烧室燃烧性能有一定影响. 展开更多
关键词 低污染燃烧室 燃烧性能 油气比 值班级喷嘴安装位置 燃烧试验
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燃油分级比对LESS燃烧室压力振荡频率的影响 被引量:7
15
作者 秦皓 汤冠琼 +1 位作者 林宇震 李继保 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1337-1343,共7页
实验研究了燃油分级比对low emissions with stirred swirls(LESS)燃烧室压力振荡频率的影响,在燃烧室进口压力为1.14~2.77MPa,燃烧室进口温度为645~808K,总油气比为0.0242~0.0303,燃烧室压降为3.14%~3.64%范围内,随着燃油分级比减小... 实验研究了燃油分级比对low emissions with stirred swirls(LESS)燃烧室压力振荡频率的影响,在燃烧室进口压力为1.14~2.77MPa,燃烧室进口温度为645~808K,总油气比为0.0242~0.0303,燃烧室压降为3.14%~3.64%范围内,随着燃油分级比减小(32.7%降到5.21%),压力振荡频率下降.采用了简单均匀介质直管道模型和CFD数值方法分析燃油分级比对压力振荡频率的影响.结果表明:燃油分级比引起火焰区的起始位置、轴向长度和平均温度的变化是导致压力振荡频率变化的主要原因. 展开更多
关键词 压力振荡频率 燃油分级比 声学模型 低排放燃烧 燃烧室
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燃气分析系统优化设计及应用研究 被引量:7
16
作者 李乐 索建秦 +1 位作者 于涵 郑龙席 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期104-113,共10页
为了实现高温、高压环境下航空发动机燃烧室出口温度、燃烧效率、污染排放等性能参数的准确测量,对现有的燃气取样及分析系统进行了优化设计,对数据后处理方法进行了修正,并建立了适用于燃烧室出口温度计算的全成分焓值守恒法。基于贫... 为了实现高温、高压环境下航空发动机燃烧室出口温度、燃烧效率、污染排放等性能参数的准确测量,对现有的燃气取样及分析系统进行了优化设计,对数据后处理方法进行了修正,并建立了适用于燃烧室出口温度计算的全成分焓值守恒法。基于贫油直接喷射低污染燃烧室对燃气分析系统和数据后处理方法进行了性能评估和应用研究。研究结果表明:优化后的燃气分析系统符合国际民航组织的污染排放测量要求,并且该系统响应时间快、数据有效性高;通过对比燃气分析法和传统测量方法,燃气分析法精度更高、工作范围更宽、稳定性更好,能够准确评估燃烧室出口温度、燃烧效率和污染排放等性能。 展开更多
关键词 燃气分析 取样耙 低污染 燃烧室 焓值守恒法
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某航改燃机氢燃料燃烧室污染排放特性研究
17
作者 巨翃宇 梁红侠 +1 位作者 索建秦 孙付军 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期194-206,共13页
为了对氢燃料燃烧室的低污染燃烧组织方案提供技术支撑,根据某航改燃机燃烧室的工况及结构参数,设计了三种氢燃料喷射单元(贫油直接喷射(LDI)单元以及两种贫油预混喷射(LPIA和LPIB)单元),通过数值计算方法研究了其流场特性,燃料-空气混... 为了对氢燃料燃烧室的低污染燃烧组织方案提供技术支撑,根据某航改燃机燃烧室的工况及结构参数,设计了三种氢燃料喷射单元(贫油直接喷射(LDI)单元以及两种贫油预混喷射(LPIA和LPIB)单元),通过数值计算方法研究了其流场特性,燃料-空气混合特性及污染排放特性,然后采用粒子群优化算法(PSO)建立了三种单元的NO_(x)排放回归模型。研究表明:氢气喷射方式对流场结构影响较大。LDI单元的中心回流区(CRZ)脱离喷嘴一段距离,LPIA单元的CRZ径向尺寸最大,LPIB单元的下游流场轴向速度最快;LPIA单元燃烧室内燃料-空气混合相对于其它两个单元更加均匀;在设计工况下,LDI单元的NOx排放量不能满足目前新建燃机的排放标准(@15%O_(2),≤30 mg/m^(3)),而LPI单元的NOx排放能够达标,且LPIA相对于LDI单元可降低81.6%;所建立三个单元NO_(x)排放回归模型考虑了燃烧室进口压力、温度、当量比及气流速度的影响,其决定系数R2分别为0.972,0.969和0.953。本文所采用的单元及其性能数据和建模方法可以为氢燃料燃烧室设计提供有效参考。 展开更多
关键词 燃气轮机 氢燃料 低污染燃烧室 喷射单元 排放特性
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多点喷射贫预混喷嘴燃料/空气混合特性研究 被引量:2
18
作者 孙付军 郭璐华 +2 位作者 李辉 李洁 索建秦 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期210-220,共11页
基于燃料喷射孔与叶片相耦合的发展趋势,提出了一种新型的带纯收敛出口段的贫预混喷嘴,其燃料喷射孔位于旋流器中空叶片上。验证了采用CO_(2)代替CH4研究混合特性的可行性,采用试验和数值计算相结合的方式研究了喷嘴关键结构参数(叶片... 基于燃料喷射孔与叶片相耦合的发展趋势,提出了一种新型的带纯收敛出口段的贫预混喷嘴,其燃料喷射孔位于旋流器中空叶片上。验证了采用CO_(2)代替CH4研究混合特性的可行性,采用试验和数值计算相结合的方式研究了喷嘴关键结构参数(叶片角度、喷孔孔径和预混段长度)及气动参数(主流空气温度和压力)对喷嘴混合特性的影响。结果表明:旋流器叶片角度增大会增加旋流湍流度进而提高混合均匀度,而喷孔孔径通过控制穿透深度来影响燃料/空气混合特性,加长预混段尽管有利于混合更均匀,但同时会削弱旋流强度而影响燃烧室火焰稳定性。由于燃烧室流动处于“自模化区”,主流空气压力对混合均匀度无显著影响,而温度升高会缩短预混时间使混合均匀度降低。另外不同结构参数的喷嘴在回流区起始点所在截面的SMV (Spatial Mixing Variance)均低于5×10^(-4),验证了喷射孔与旋流器叶片相耦合的喷嘴能满足贫预混燃烧室混合均匀度要求。 展开更多
关键词 燃气轮机 低污染燃烧室 多点喷射 贫预混喷嘴 混合特性 预混不均匀度
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基于化学反应器网络模型法的预混气组分对NO_(x)反应路径影响研究 被引量:5
19
作者 曹志博 肖隐利 宋文艳 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期295-305,共11页
为探究预混气组分对不同反应路径下NO_(x)生成影响,针对高压射流反应器,基于CFD流场特征,构建优化了单PSR (Perfectly-stirred reactor),2PSR,3PSR以及PSR+PFR (Plug flow reactor)四种CRN (Chemical reactor network)模型。在贫预混燃... 为探究预混气组分对不同反应路径下NO_(x)生成影响,针对高压射流反应器,基于CFD流场特征,构建优化了单PSR (Perfectly-stirred reactor),2PSR,3PSR以及PSR+PFR (Plug flow reactor)四种CRN (Chemical reactor network)模型。在贫预混燃烧条件下,研究了纯CH_(4)及其混合气燃烧时不同反应路径下NO_(x)的生成情况,得出了燃烧室内不同反应区域每条反应路径NO_(x)的生成量。结果表明,纯CH_(4)燃烧产生的NO_(x)主要来自于热力型、快速型和N_(2)O-中间体型三条反应路径。绝热火焰温度的提高主要促进了热力型和N_(2)O-中间体型NO_(x)的生成。随着CH_(4)或CO中加入的H_(2)摩尔分数的增加,NO_(x)排放总量降低,快速型NO_(x)生成速率降低,特别是火焰刷区。另外,混合气中CO摩尔分数的增加会导致NO_(x)生成量增多。 展开更多
关键词 低排放燃烧室 预混气组分 反应路径 化学反应器网格模型法 绝热火焰温度
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燃气轮机燃烧室预混喷嘴排放性能的试验和数值研究 被引量:6
20
作者 赵玮杰 于宗明 +2 位作者 贺红娟 艾育华 王岳 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期362-371,共10页
为了研究当量比、值班燃料量和压力对燃气轮机燃烧室预混喷嘴排放指标的影响,在环境压力下按照等速模化原理进行了燃烧室预混喷嘴的燃烧试验,基于化学反应网络法构建了污染物预测模型,开展了试验和数值对比研究。结果表明:在带值班燃料... 为了研究当量比、值班燃料量和压力对燃气轮机燃烧室预混喷嘴排放指标的影响,在环境压力下按照等速模化原理进行了燃烧室预混喷嘴的燃烧试验,基于化学反应网络法构建了污染物预测模型,开展了试验和数值对比研究。结果表明:在带值班燃料的情况下该预混喷嘴当量比φ在0.35~0.5时可满足国标排放要求,但是值班燃料量增大会使NOx排放升高;在φ<0.4时,压力对纯预混燃烧NOx生成无影响,φ>0.4时,NOx会随压力升高而增多;带有值班燃料的预混燃烧时,NOx对压力变化敏感,压力升高导致NOx增多;该预混喷嘴混合性能对空气流速不敏感、燃料兼容性强,排放达标当量比范围宽,经进一步设计开发后有潜力应用于燃气轮机低排放燃烧室中。该化学反应器网络模型依赖经验较少,当值班燃料比例≤0.17时,对污染物预测与试验数据符合较好。 展开更多
关键词 低排放 燃烧室 预混燃烧 化学反应器网络 燃气轮机
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