西北工业大学燃烧学思考题 Microsoft Office Word 2007 文档(自动保存的) 下载本文

第一章 绪论

1、燃烧有哪几类分类方法,分别是什么?

(1)按化学反应传播的特性和方式:强烈热分解,爆震,缓燃 (2)按照燃料的种类:气体燃料燃烧,液体燃料燃烧(燃烧前雾化,蒸发,混合),固体燃料燃烧

(3)按照有无火焰:有火焰燃烧,无火焰燃烧

(4)按照燃料和氧化剂是否预先混合以及流场形态分类:层流预混火焰,层流扩散火焰,湍流预混火焰,湍流扩散火焰,预混-扩散复合层流火焰(煤气灶)。

2、什么叫燃烧?燃烧的现象是什么?

燃烧是指可燃物和助燃剂之间发生快速强烈的化学反应。现象有发光,发热等。

3、燃烧学研究方法

实验分析,数值模拟,理论总结,诊断技术

第二章 燃烧学的热力学与化学动力学基础 1、什么叫化学恰当反应?

所有参加化学反应的反应物都按照化学方程式给定的比例进行完全燃烧的反应。

2、反应分子数和反应级数的异同。

(1)概念不同:反应级数数是反应浓度对化学反应速率影响的总的结果,由化学动力学实验测得。化学反应分子数是指基元反应发生反应所需要的最小分子数。 (2)用途不同:反应级数用来区分化学反应类型,反应分子数用来解释化学反应机理。

(3)简单反应的级数常与反应式中作用无的分子数相同。

(4)化学反应级数可以是正整数,分数,零和负数。零表示化学反应速度与浓度无关。负数表示该反应物浓度增加化学反应速率下降。但化学反应分子数一定是正整数。可以有零级化学反应,但不可能有零分子反应。

3、阿累尼乌斯定律及其适用范围。

阿累尼乌斯定律是化学反应速率常数与温度的经验公式。表达式为:

k?ATbexp(?Ea/RuT)

适用范围:(1)适用于简单反应以及有有明确级数的化学反应

(2)阿累尼乌斯公式是由实验得出的,它的适用温度范围比较窄。在低温范围 内拟合的阿累尼乌斯经验公式可能完全不适用于高温情况下的实验数据。

4、分析影响化学反应的各种因素。 (1)温度

阿累尼乌斯定律,温度影响化学反应速率常数,温度升高反应速度加快。 (2)催化剂

催化剂是指能够改变化学反应速率,而本身在化学反应前后组成,数量和化学性质均没有发生变化的物质。通过改变化学反应的活化能来改变化学反应速率。均相催化反应:生成中间活化络合物。

(3)活化能

活化能小化学反应速率越快。活化能降低10kJ*mol?1化学反应速率可提高50倍。一般化学反应的活化能在40?420kJ*mol?1,而大多数化学反应是在

62?250kJ*mol?1。

(4)浓度

质量作用定律

(5)压力(质量作用定律和完全气体状态方程) 以摩尔浓度表示RRi?P 以摩尔分数表示RRi?Pn?1nn为反应级数。

5、何谓链式反应?简述链式反应的机理,链式反应主要分为几个阶段,各阶段的特点。

在化学反应历程中生成的被称为链载体的低浓度自由基或自由离子反应。 链的产生,链的传播,链的终止 机理

分支/传播xR+P(产物) A(反应物)开始 R(链载体) 销毁

P X=1直链反应,x>1分支链反应 链的产生:将稳定的反应物分子通过加热或光致分解作用生成高度活泼的中间产物。产物生成非常缓慢

链的传播:一个活性链载体重新组合成稳定的分子和新的活性链载体 链的终止:通过双分子的重新组合或者不同物质间的碰壁销毁。

6、链式反应的三个爆炸极限的特点。

第一爆炸极限:压力最低。由链分支和碰壁销毁谁占优决定 第二爆炸极限:中等压力下。由链分支和气相销毁谁占优决定

第三爆炸极限:大多数燃料都存在,由热损失决定。此时热爆炸理论适用。

7、链分支爆炸与热爆炸的区别。

链分支爆炸:感应期,爆炸期,稳定期。是链载体迅速增殖的结果,等温下也能发生。

热爆炸:由于温度上升使活化分子数增多。

第三章 燃烧的物理基础

1、试叙述质量,热量,动量输运定律的表达形式和物理意义。

2、什么是Pr数Sc数 Le数?

Pr?Sc?v动量输运速率比能量输运速率 DTv动量输运速率比质量输运速率 DDLe?T能量输运速率比质量输运速率

D

3、试推导一维球坐标系下的质量守恒方程,能量守恒方程。

6、根据瑞利线的性质,试说明缓燃波和爆震波的区别。 爆震波:压缩波

燃烧产物向着波传播的方向运动 Pb?Pu(大很多)?b??u(略大) 缓燃波:膨胀波

燃烧产物向着与燃烧波相反的方向运动 Pb?Pu(略小)?b??u(小很多) 7、是验证一下C-J条件:当Hugoniot曲线与经过初始点的瑞利线相切时,它同时也与等熵线相切,因此,上下C-J点的马赫数都是1,而与介质化学性质无关。

第四章 着火理论

1、什么是着火?着火方式有那几种?各自特点是什么?热着火需要满足的条件是什么?

着火是指燃料和助燃剂从无反应状态向强烈放热反应状态的过渡过程。 着火的方式:热自燃,链式自燃,点燃(强迫点火) 各自特点

热自燃:因自发的微量反应进行热量积累,温度升高,化学反应速度加快最终形成火焰。

链式自燃:活性中心的积累速率超过的其衰减速率,经过一段感应期后,就会使反应物着火。

点燃:外界施加能量使混合物局部着火,然后火焰向混合物其余部分传播,使整个系统着火的过程。

热着火需要满足的条件:充要条件:在临界点B处生热率与散热率相等,且二者随温度的变化率也相等。位于q?T临界点B及其右方的区域内均可热自燃。

2、热自燃与强迫点火的区别? (1)进行范围不同:

热自燃是由于反应自动加速,使燃气温度逐步提高到自燃温度引起的着火。热自燃是在整个空间的进行。

点燃是外界施加能量使混合物局部着火,然后火焰向混合物其他部分传播。 (2)热自燃的着火温度比强迫点火低

?(3)点燃是否成功取决于局部是否能着火以及火焰是否能在混合物内自行传播。 (4)影响因素不同

热自燃:环境温度,环境压力,可燃物的性质,散热条件,容器尺寸和形状 点火:可燃物性质,温度,浓度,压力。点燃方式,点火源,可燃物质的流动性。

3、利用放热曲线和散热曲线的位置关系,分析谢苗诺夫热自燃理论中着火的临界条件是什么?影响热自燃着火的因素有哪些?

临界条件:散热率与放热率相同,且二者随温度的变化率相等。

影响因素:环境温度,环境压力,可燃物的性质,散热条件,容器尺寸和形状。

4、什么是熄火?影响熄火的因素有哪些?

熄火是指从剧烈反应状态向无反应状态的过渡过程。

影响因素:混气的初始温度,浓度,流速,混气性质。熄火发生在初温较低,浓度偏离化学恰当比,流速较大的情况下。减小初温易于熄火。增大?R(燃烧所需的时间)减小?T(混气在燃烧室的停留时间)易于熄火。提高h易于熄火。 5、根据炽热物体点火理论,炽热物体边界层的温度分布规律是什么?

第五章、气体燃料的燃烧

1、试讨论影响层流火焰传播速度的因素。(5) 可燃混气的性质:

混气的热扩散系数,活化能减小,火焰初始温度上升时火焰传播速度加大。 燃料分子结构:碳的个数相同:烷烃<烯烃<炔烃;饱和烃类最大火焰传播速度与碳原子数无关,烯烃和炔烃的最大火焰速度随着碳原子个数增加而减小。最后接近饱和烃的最大火焰传播速度。

混合比:浓度比接近化学恰当比或者稍富油时火焰传播速度最快

混气中掺杂物:加入惰性气体,火焰传播速度减慢,加入另一种燃料或者氧化剂时火焰传播速度加快。。

火焰温度和初始温度:火焰温度和初始温度提高火焰传播速度加快 压力:压力上升,火焰传播速度略有下降 Su?P

2、湍流预混火焰有哪三种传播模式? 小尺度湍流(23006000, l??l): 大尺度弱湍流(v'?SL) 大尺度小湍流(v'?SL)

n?22(n=1.5~2)

3、与层流预混火焰相比,湍流预混火焰有什么特点? 输运能力强,湍流预混火焰的输运载体是流体微团,其能量和质量输运能力大大提高。

扩散系数,粘性系数,导热系数比层流状态大好几百倍。 火焰传播速度比层流快。

4、湍流预混火焰的传播理论都有哪些,其基本内容是什么? 表面皱折理论

湍流使层流火焰表面发生皱折。湍流火焰面的基本结构仍是层流型,湍流的脉动作用在一定空间内使火焰面表面发生弯曲,皱折乃至破裂成大小不等的团块,增大了燃烧面积,从而使火焰传播速度加快。 容积理论

(1)在湍流度较高的情况下,流体被分割成无数的流体微团 (2)不存在将未燃可燃物和已燃气体分开的火焰面

(3)在每个微团存在的时间内,微团内部的温度和浓度是均匀的,但不同微团的温度和浓度时不同的。

(4)在不同的微团内存在是快慢不同的燃烧反应,达到着火条件的微团整体燃烧,未达到着火条件的微团在脉动中被加热并着火燃烧。 (5)火焰不是连续的薄层,到处都有

(6)各微团间相互渗透混合,不时形成新的微团,进行这不同程度的容积化学反应。

5、低速下火焰温度的条件是什么?

热力条件:在火焰锥底部存在稳定,强大,连续的点火源,能持续点燃未燃混气 余弦定理:火焰前沿各处的法向火焰传播速度与可燃混气在火焰前沿法向方向的分速度相等。

6、建立回流区的方法有哪些? 钝体火焰稳定器,突扩管道

7、火焰高度与射流速度有什么关系?

在层流范围内:火焰高度随射流速度增加而增加 在过渡区内:火焰高度随射流速度增加而减少

在湍流区内:火焰高度稳定不随射流速度变化而变化

8、高速气流条件下火焰稳定的方法?

钝体火焰稳定器,引燃火焰稳定器,旋流射流稳定器,反吹射流稳定器,不对称射流稳定器。

第六章液体燃料的雾化,蒸发与燃烧 1、什么是燃油的闪点,燃点,着火点。

闪点:当明火掠过液体燃料表面,产生短暂的火花(或者闪光),此时的温度定义为闪点。

燃点:当明火掠过液体燃料表面,使油蒸汽燃烧(时间大于5s)而不熄灭,这时的温度定义为燃点。

着火点:燃油表面的油蒸汽发生自燃的最低温度。

2、什么是燃料的热值?它可分为哪两类?航空发动机中常用哪一种热值,为什么?

燃料的热值:单位质量或者单位体积燃料完全燃烧时释放的热量。 分为:高热值(HHV)低热值(LHV)

航空发动机因为排出的烟气温度比较高,所以常使用低热值。

3、燃料的蒸发性能对航空发动机燃烧室性能有哪些影响?

蒸发性能差:易低于贫油极限而熄火,特别是在低转速工况下。 蒸发性能好:燃烧完全,耗油率低,易起动

蒸发性能过好:高空低压下易形成气阻,飞机起飞时燃料猛烈燃烧,造成大量燃油损失。

4、燃料粘度对航空发动机燃烧室性能有哪些影响?

粘度越大雾化性能越差。粘度:多环环烷烃>环烷烃>芳香烃>烷烃

5、航空燃气轮机对于燃料的热值和密度有何要求,为什么?

为了减重,要有燃料的重量热值和体积热值都要大,燃料密度小。

6、We数的物理意义是什么?其特征值约为多少?

We数是作用于液滴表面的气体里和表面张力的比值。特征值是8.

?ava2d0无粘流体We?

?**有粘流体Wecr?Wecr?14Oh?Wecr?14*ul ?ld?液滴破碎雾化模式:袋装破碎,表面剥离,完全破碎

7、叶柱的破碎雾化有那几种模式? 瑞利破碎(破碎发生在距离喷口很远)

第一类风生破碎模式(破碎发生在距离喷口较远) 第二类风生破碎模式(破碎发生在距离喷口较近)

雾化破碎模式(液体射流在脱离喷口时就已经发生破碎)

8、液膜的破碎雾化有哪几种模式? 边缘破碎波动破碎穿孔破碎

9、液体燃料雾化的特征参数有哪些?(6个 151页) 雾化细度 液滴尺寸分布 雾化锥角 雾化均匀度 流量密度分布 雾化射程

10、索太尔平均直径(SMD)是如何定义的?为什么燃烧学中广泛使用SMD?

假设存在一个直径相等的液滴群,其总表面积和体积与真实的液雾的总表面积和体积相同,而液滴数目可以不同。

??diN23V??dSMD?S?N?dSMD???di2

663则:dSMD?d??d3i2i

广泛使用SMD的原因:因为其同时考虑了总体积和总表面积的等效性。液雾总体积反应了液雾的总质量,从而反映了燃烧的发热量。液雾的总表面积反应了液雾蒸发的快慢。

11、航空发动机燃烧室中常用的燃油喷嘴有哪几种? 直射式喷嘴离心式喷嘴空气雾化喷嘴

12、试简要推导直射式喷嘴的流量公式。

13、在航空发动机燃烧室中为什么要采用双油路离心喷嘴?

发动机在各种飞行条件和工作状态下,最大和最小供油量往往相差20倍以上。供油量与压差和喷口面积成正比。但是仅仅改变供油压差无法满足要求,因此采用双油路离心喷嘴通过改变喷口面积来改变供油量。

14、蒸发管燃烧室的优缺点是什么? 优点:(1)结构简单,质量轻

(2)能与火焰筒主燃区的气流结构相匹配 (3)燃烧效率高,不冒烟 (4)火焰呈蓝色,热辐射少

(5)出口温度场较均匀且稳定,不随燃油量的多少而改变。

缺点:火焰稳定极限较窄,高压工作时,蒸发管壁有过热和烧蚀的危险。

15、试从质量守恒的角度推导高温中环境中相对静止油珠的蒸发速率?

16、试从能量守恒的角度推导高温中环境中相对静止油珠的蒸发速率?

17、试画图说明单个油滴燃烧时的组分及温度分布。

18、什么是液滴蒸发的直径平方定律?影响液滴蒸发时间的主要因素有哪些?

d2?d02?K?

影响液滴蒸发时间的主要因素有: 1、 与液滴的初始直径成正比 2、 与蒸发常数K成反比

3、 强迫对流条件下Nu*?2,k值增大,蒸发时间降低

19、影响油雾燃烧的主要因素有哪些?

(1)油滴蒸发或燃烧时,蒸发,消耗或新生成的物质会对邻近油滴附近的物质浓度分布产生影响。

(2)油滴蒸发或燃烧时,吸收或消耗的热量会对邻近油滴周围的温度分布产生影响。

第七章、主燃烧室概述

1、燃气轮机燃烧室的功能是什么? 将燃料的化学能转化为热能,是气体总焓增大,提高燃气在涡轮和尾喷管中的膨胀做功能力。

2、燃烧室基本设计特征的发展思路是什么?

4、 燃烧室由哪些部件组成?各部件的功用是什么?(8个) 燃烧室机匣:机匣与火焰筒一起,构成燃烧室二股气流通道 扩压器:减速增压

火焰筒:燃烧过程在火焰筒内部进行

罩帽:气流流量分配器。使空气按照流量设计要求分别流入内、外二股气流通道以及火焰筒内部。

头部/旋流器:形成回流区,加速空气和燃油的混合,保证稳定燃烧 燃油喷嘴:喷油雾化 点火器:点火

联焰管:点燃无点火器的其他火焰筒

2、简述单管燃烧室的特点和优缺点。 结构特点:每个火焰筒外侧都包有一个单独的燃烧室机匣,构成一个单独的燃烧室。 优点:

(1) 旋流器与喷嘴配合比较好,便于组织燃烧 (2) 调试用气量少,拆装维护方便 (3) 燃烧室本身的强度和刚性好 缺点:(7) (1) 总压损失大

(2) 迎风面积大,飞行阻力大 (3) 燃烧室出口温度分布不均 (4) 冷却用气量大

(5) 环形截面积利用率低,燃烧室内气流平均速度大,不利于稳定燃烧 (6) 气动性能差

(7) 长度长,体积大,重量大。

3、简述环管燃烧室的结构特点和有缺点。

结构特点:火焰筒是独立的,二股气流在进入火焰筒前是相通的。 优点:

(1)迎风面积小 (2)调试用气量较少 (3)油与气匹配好

(4)发动机的强度和刚性好 缺点:

(1) 有联焰管,点火性能较差

(2) 气动布局较差,扩压器设计困难 (3) 出口温度场不如环形燃烧室均匀 (4) 比环形燃烧室的重量轻

5、 简述环形燃烧室的结构特点和优缺点。

结构特点:由四个同心圆筒组成,最内和最外的两个圆筒为燃烧室的内外机匣。中间两个圆筒构成火焰筒

优点:

(1) 不需要联焰管,气动性能好 (2) 冷却用气量少

(3) 结构紧凑,空间利用率高。长度短,重量轻

(4) 能与压气机配合获得最优的气动设计,压力损失最小 (5) 出口温度场分布均匀 缺点:

(1) 调试用气量大

(2) 对进口流场敏感,易造成出口温度分布变化 (3) 燃油-气流结构配合不够好 (4) 燃烧室刚性不好 (5) 拆装维修困难

第八章、主燃烧室工作过程与性能

1、简述燃烧室主燃区空燃比对性能的影响。 优点 缺点 富有 1、 流速低,稳定性好 1、 燃烧“不干净” 2、 容易点火 有烟 发光火焰 产生碳沉积物 2、出口温度场分布不均匀 化学恰当比 1、 燃烧完全 1、火焰温度高,对燃烧室壁面2、 释热率高 的换热率高 3、 燃烧“干净” 无烟 非发光火焰 无碳沉积物 贫油 1、 燃烧非常“干净” 1、气流速度高,对火焰的稳定无烟 性和点火性能不利 非发光火焰 无碳沉积物 2、 火焰温度低,因此换热率低 3、 出口温度场分布较均匀 2、 燃烧室中为什么要设置中间区?

燃气轮机燃烧室总油气比是由发动机总体设计方案更具循环参数确定的。由于涡轮叶片的工作温度和冷却技术的限制,因此设计的总油气比明显偏离化学恰当油气比。为了确保燃烧室有效可靠运行,发展了火焰分区概念。 中间区的作用是:

1、 对主燃区未燃成分进行补燃

2、 促使主燃区离解产物进行复合反应

掺混区:通过空气与燃烧产物混合获得要求的燃烧室出口温度分布

3、 大多数燃烧室中具有哪些详细的空气动力特征?

4、 扩压器的具体性能要求有哪些?(压,对,在,长,出) (1) 压力损失低

(2) 对压气机出口流场变化不敏感 (3) 在所有工况下运行稳定 (4) 长度短

(5) 出口气流在径向和周向都均匀

5、 直壁扩压器扩张角范围是多少?扩张角太大或太小会产生哪些影响? 扩张角范围:6°~12°

扩张角太大:边界层引起较大的失速损失

扩张角太小:壁面摩擦导致总压损失大,长度太长。

6、 试比较流线型扩压器和突扩扩压器的优缺点。 优点 缺点 流线型扩压器 1、流动损失呈流线型,1、长度太长 总压损失小 2、性能及流动稳定性对入口速度分布过于敏感 3、性能非常容易受热扭曲和制造公差的影响 突扩型扩压器 1、结构长度和重量大幅压力损失大 度降低,稳定性好0 7、 燃烧室中环腔的作用是什么?

环腔:火焰筒壁和燃烧室内外机匣之间形成的环形气流通道 作用:作为气体流入火焰筒前的分布腔

8、 燃烧室环腔中为什么要设置挡板和隔板? 挡板:有效防止形成大的随机的回流流动 隔板:防止进入掺混孔的流动产生漩涡

9、 火焰筒上大尺寸空有那几种?各自的作用是什么?

主燃孔:使射流有足够的湍流强度和穿透深度,来强化燃烧过程 掺混孔:掺混气与高温燃气高效率地进行动量与热量交换,有较大的穿透深度和动量

补燃孔:用作补燃

10、解决火焰筒壁面冷却有哪两种方法?各自起什么作用?

(1)在火焰筒表面涂耐热,隔热涂层。作用:有效降低基体工作温度。提高材料的热强度和热疲劳性能。

(2)冷却气的冷却作用。作用:在火焰筒内表面形成一道冷却气膜及在火焰筒外表面加强气流散热。

11、火焰筒中最常用的气膜冷却结构有哪几种?(喷,堆,机,波) 波纹环带,机械加工环带,堆叠环带,喷溅环带

12、火焰筒采用旋流器形成中心回流区的原理是什么? 由于空气粘性作用,旋转扩张着的进气气流把火焰筒中心附近的气流带走,使中心区气体变得稀薄,压力变低,在轴线方向上形成逆主流方向的压差,在此压差作用下,下游一部分气体逆流过来进行补充,形成气体的回流区。

13、常见的旋流器有哪些类型?

轴向叶片式旋流器,径向叶片式旋流器,复合型的双旋流器或三旋流器

14、一般衡量旋流器所形成旋流流动强弱的参数是什么?试写出其表达型式。

旋流数SN?2GmGm:角动量轴向通量Gt:轴向推力Dsw:旋流器外径 DswGt15、简要描述火焰筒头部工作情况。

(1)新鲜空气通过旋流器不断进入,燃油不断供入。依靠回流区供给热量,形成可燃混气并着火燃烧

(2)小部分燃烧产物进入回流区,补充回流区的物质和能量损耗 (3)大部分燃烧产物流到火焰筒后段,与二股气流掺混后流向涡轮

16、航空燃气轮机燃烧室的性能要求有哪些?(11个) 1、有关燃烧的(4): (1)燃烧效率高 (2)燃烧稳定性好 (3)无不稳定燃烧 (4)容易点火

有关损失环保等(3) (5)压力损失低

(6)出口温度场分布均匀 (7排气清洁

3、 有关结构寿命的(4) (8)可维护性好 (9)寿命长

(10)尺寸重量小

(11)易于加工制造成本低 17、什么是燃烧效率“燃烧效率有哪几种定义方法?国际上主要采用哪种方法? 燃烧效率表示燃烧室内燃料燃烧的完全程度。

焓燃烧效率(进出口工质热焓增量与燃料理论放热率之比)

温升燃烧效率(进出口实际总温温升与理论温升之比) 燃气分析法燃烧效率

国际上主要采用燃气分析法燃烧效率

18、试画出典型的燃烧效率曲线?并简要解释其变化趋势。

燃烧效率设计点时最高。空燃比偏离设计点时,燃烧效率都下降,富油变化陡,贫油变化缓。

19、请画出典型燃烧室的稳定工作包线。

20、画图说明压力损失及燃烧温度对燃烧室稳定工作包线的影响。 压力降低稳定工作包线范围减小。

21、用来表示燃烧室总压损失的参数有那几种?它们是如何定义的? 总压损失系数?c?Pt3?Pt4 Pt3总压恢复系数?c?Pt4 Pt322、燃烧室出口温度分布系数OTDF,RTDF,TPF和STPF是如何表达的? OTDF出口温度分布系数OTDF?Tt4max?Tt4

Tt4?Tt3Tt4rmax?Tt4Tt4rmax:燃烧室出口截面同一半

Tt4?Tt3RTDF出口径向温度分布系数RTDF?径上各点的总问,按周向取算术平均值后求得的高平均径向总温

TPF沿周向平均的径向温度分布最大偏差:实际的沿周向平均的径向温度分布曲线与同一径向位置处设计径向温度分布曲线之差,并沿径向不同位置取正的最大值

TPF?(T4avc?T4des)max

Tt4?Tt3STPF径向温度的最大偏差:任一周向位置上实际测出的沿径向的温度分布和理论温度分布之差别,并且在不同的径向位置,不同的周向位置上,取正的最大值与温升比。

STPF?(T4ave?T4des)max

Tt4?Tt3

23、燃烧室和火焰筒的热容强度是如何定义的?

热容强度:单位压力下,单位燃烧室(火焰筒)容积,每小时燃料所释放的热量。

燃烧室热容强度Qvc?3600?cLHVmfVcPt3??

火焰筒热容强度Qvf?3600?cLHVmfVfPt3

24、ICO对于一个LTO循环是如何定义的?

起飞(0.7min),爬升(2.2min),进场(4min),滑行/地面慢车(26min)

25、航空燃气轮机中,导致燃烧室中产生CO的原因有哪些?

(1)发动机低功率状态下,供油油压低,燃油雾化不良,燃烧不充分 (2)慢车时,燃烧的微团在燃烧室停留时间缩短,燃烧不充分 (3)燃烧室内出现局部富油,缺氧; 二氧化碳高温裂解

过早地有大量冷空气过深地渗入

(4)冷却气膜的淬熄作用,导致一氧化碳生产二氧化碳的反应被冻结

26、实际工程中,控制燃气轮机燃烧室排放可主要从哪几个方面考虑? 主燃区温度和当量比 主燃区燃烧过程的匀性 主燃区的停驻时间

火焰筒壁面的淬熄特性 中间区作用的恰当发挥

第九章、加力燃烧室

1、简述加力燃烧室的工作特点

(1)进口气流温度低(低于0.1MPa) (2)进口气速度高(350-450米每秒) (3)进口气流温度高

(4)没有其他的转动部件:温度无需过多控制

(4)燃烧室工作状态变化小,不会出现极度贫油或富油状态

(5) 进口气流含氧量低,比纯空气低1/3~1/4

2、力燃烧室的工作特点,对其提出了哪些性能要求?(5点) (1) 减小流动阻力

(2) 提高燃烧效率降低耗油率 (3) 防止振荡燃烧

(4) 出口温度分布场尽可能均匀,以减小推力损失 (5) 点火和燃烧稳定性好

3 、加力燃烧室由哪些部件组成?各部件的作用是什么?

扩压器减速增压

供油装置:雾化喷油,与气流形成有利于组织燃烧的浓度场 点火器:点火

火焰稳定器:使火焰稳定,流阻小

防振隔热屏:前段防止振荡燃烧,后段隔热 加力燃烧室筒体:燃烧发生部位

4、 阻塞比的定义是什么?它对燃烧组织有何影响?

阻塞比等于火焰稳定器的迎风面积与加力燃烧室横截面积之比 阻塞比较小时,回流区过小,火焰不易稳定 阻塞比较大时,回流区增大,火焰稳定性增强。但是过大时,流通横截面积减小,气流速度变大,不利于火焰稳定,且流动阻力大

5、 常用的加力燃烧室点火方案有哪些?

预燃室点火,热射流点火,催化点火,高能电嘴点火

6、 涡扇发动机中,加力燃烧室有哪些型式?

外涵加力,核心流加力,分流加力,混合加力(多)

7、 涡扇加力燃烧室中为什么要采用软点火? 涡扇发动机外涵气流始终为亚音速,任何压力脉动都可能前传影响发动机,严重时引起风扇和压气机的失速,喘振,甚至引起整机振动。

8、 加力燃烧室火焰稳定器有哪些类型?

V型槽火焰稳定器,沙丘火焰稳定器,气动火焰稳定器,蒸发式火焰稳定器

9、 什么是加力比?什么是加温比?二者有何关系?

F加力比:开加力推力和不开加力推力的比值??ab

F加温比:加力燃烧室出口平均温度和进口平均温度之比??二者关系:???

10、除了加力温度外,加力比还受哪些因素的影响?

进口马赫数,进口马赫数增大加力比减小。故应选用较低的流动马赫数。 飞行马赫数,飞行马赫数增加时加力比迅速增大,尤其是超音速飞行时。

11、当前加力燃烧室温度较低的主要原因是什么?可能的解决方案是什么? 温度较低的原因

(1) 加力燃烧室需要一定冷却空气量进行壁面冷却,限制了加力燃烧室总油气比的提高。

(2) 加力燃烧室内压低,含氧量低,难实现较大空间范围内的油气均匀混合,燃烧效率降低

Tt6 Tt5(3) 当燃气温度超过1800k时,热离解加剧,导致燃烧效率变低 解决方案:取消冷却,在加力燃烧室中喷注氧化剂 12、根据振荡燃烧的频率及强度,加力燃烧室中的振荡燃烧可以分为哪几种类型?各有什么特点?

高频振荡(啸声振荡):伴随着尖叫啸声

中频振荡:振荡燃烧波有明显的周期性,压力脉动幅度较大

低频振荡(嗡鸣振荡):发出低沉的嗡鸣声,振荡燃烧波有明显的周期性,压力脉动幅度较大

13、根据质点运动方向,加力燃烧室中振荡燃烧可以分为哪几种类型,各有什么特点?

纵向振荡:压力波沿水平方向进行周期性交替竖线表示瞬时等压面

横向振荡:等压面一般是曲面,气体在横截面内左右脉动。纯横向振荡,压力在壁面达到最大,在中心线处为零。在管道另一侧,奇数阶振荡的压力波是反相的,偶数阶振荡则是同相。 径向振荡:气体质点的脉动是沿半径方向等压面呈同心圆筒状。管道中心处为奇数阶振荡时与壁面处的压力相位相差180°,偶数阶振荡时同相位。

14、加力燃烧室中的振荡是如何产生的? (1)存在着激发振荡的脉动源

(2)当驱动源频率和加力燃烧室自振频率耦合时,产生共振,压力脉动增加 (3)压力脉动引起加力燃烧室内物理过程和化学过程脉动

(4)当放热脉动和压力脉动耦合时,气流脉动获得能量,压力脉动幅值增加。而压力脉动幅值增加,又使放热脉动进一步增加

(5)随着压力脉动幅值增加,压力脉动机械能的损失也加大,直到激发振荡的能量与各种耗散能量相等时,压力脉动幅值不再增加,达到饱和状态(振荡燃烧)。

15、消减振荡燃烧的常用措施? (1)减弱原始脉动压力 (2)改善火焰稳定器设计 (3)设置多阻尼装置 (4)改善供油条件

第十章、先进主燃烧室技术发展 1、什么是高温升燃烧室? 总油气比大于0.034的燃烧室

2、高温升燃烧室需要发展哪几个方面的技术? (1) 拓宽稳定工作范围

(2) 高功率状态下的排气冒烟 (3) 低功率状态下的稳定燃烧 (4) 出口温度分布系数难调整 (5) 更高的冷却要求

(6) 参与燃烧气量和冷却气量之间的平衡

3、高温升燃烧室燃烧组织技术目前从哪几个方面考虑? 分级分区,多旋流和复合雾化,非常规

4、 当前发展的高温升燃烧室有哪些型式? 驻涡燃烧室,超紧凑燃烧室,UCC燃烧室