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1、燃烧室与加力燃烧室第一节 燃烧室概述1 组成与工作原理组成与工作原理v扩压器扩压器v火焰筒火焰筒v外壳外壳v内壳内壳v涡流器涡流器v喷咀喷咀v点火器点火器2006年4月2/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述原理：原理：v空气分股、反向回流、非均匀混合气空气分股、反向回流、非均匀混合气2006年4月3/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述2 特点特点v工作条件恶劣、局部过热、热腐蚀和热工作条件恶劣、局部过热、热腐蚀和热疲劳；疲劳；v承受气体压力、轴向力、惯性力和气流承受气体压力、轴向力、惯性力和气流脉动交变力；脉动交变力；v燃烧室后面有高速旋转的涡轮；燃烧室后面有高速旋
2、转的涡轮；2006年4月4/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述3 要求要求v1.各种条件下稳定燃烧各种条件下稳定燃烧不脉动、不息火不脉动、不息火；v2.具有高的完全燃烧度和最小的散热损失；具有高的完全燃烧度和最小的散热损失；v3.具有大的具有大的容热强度容热强度；(物理意义？物理意义？)v4.出口流场符合要求；出口流场符合要求；v5.流体阻力小；流体阻力小；(总压恢复系数总压恢复系数)v6.结构简单，维修方便，寿命长；结构简单，维修方便，寿命长；v7.启动性能好，高空再起动性能好；启动性能好，高空再起动性能好；2006年4月5/56航空燃气涡轮发动机结构设计发动机氮化物排放标准发
3、动机氮化物排放标准2006年4月6/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述4 基本类型基本类型v单管式单管式v环管式环管式v全环形全环形v折流式折流式v回流式回流式v分阶燃烧室分阶燃烧室v双环腔环形双环腔环形2006年4月7/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述v单管式燃烧室单管式燃烧室2006年4月8航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述v环管式燃烧室环管式燃烧室v火焰筒独立火焰筒独立v燃烧室机匣为整体燃烧室机匣为整体2006年4月9/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述v折流式燃烧室折流式燃烧室v气流在燃烧气流在燃烧室中的流动室中的流动变向变向v用于
4、小流量用于小流量发动机发动机2006年4月10/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述v回流式燃烧室回流式燃烧室v气流在燃烧室中的气流在燃烧室中的流动反向流动反向v用于小流量发动机用于小流量发动机2006年4月11/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述v双环腔燃烧室双环腔燃烧室 vDouble Annule Combuster2006年4月12/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述分级燃烧室分级燃烧室 v Staged Combuster2006年4月13/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述燃烧室设计要求燃烧室设计要求v买得起，泼辣，重量轻，性能
5、好买得起，泼辣，重量轻，性能好v增强在小空间内油气掺混；增强在小空间内油气掺混；v改善低状态下的稳定性改善低状态下的稳定性v高状态下的高温耐久性高状态下的高温耐久性v采用先进的涡流器技术采用先进的涡流器技术2006年4月14/56航空燃气涡轮发动机结构设计第一节 燃烧室概述2006年4月15航空燃气涡轮发动机结构设计第二节 基本构件及结构2.1 扩压器扩压器v一级扩压的扩压器一级扩压的扩压器v二级扩压的扩压器二级扩压的扩压器v突扩式扩压器突扩式扩压器v叶栅式扩压器叶栅式扩压器2006年4月16/56航空燃气涡轮发动机结构设计F100突扩式扩压器2006年4月17航空燃气涡轮发动机结构设计PW4
6、000扩压器v内、外机匣连同带叶栅的扩散器整体铸出内、外机匣连同带叶栅的扩散器整体铸出2006年4月18航空燃气涡轮发动机结构设计第二节 基本构件及结构2.2 涡流器涡流器v涡流器分类：涡流器分类：叶片式叶片式非叶片式涡流器非叶片式涡流器v作用：作用：涡流器形成火焰筒头涡流器形成火焰筒头部的气流打旋构成低部的气流打旋构成低速回流区速回流区2006年4月19/56航空燃气涡轮发动机结构设计气动式扰流器2006年4月20航空燃气涡轮发动机结构设计第二节 基本构件及结构2.3 喷咀喷咀离心喷咀离心喷咀 气动喷咀气动喷咀 蒸发喷咀蒸发喷咀 甩油盘甩油盘2006年4月21/56航空燃气涡轮发动机结构设计
7、第二节 基本构件及结构v离心喷嘴2006年4月22航空燃气涡轮发动机结构设计离心喷嘴2006年4月23航空燃气涡轮发动机结构设计气动喷嘴2006年4月24航空燃气涡轮发动机结构设计蒸发喷咀蒸发式喷嘴2006年4月25航空燃气涡轮发动机结构设计第二节 基本构件及结构2.4 点火器点火器v直接点火装置直接点火装置v间接点火装置。间接点火装置。2.5 联焰管联焰管v作用：联燃，均压。作用：联燃，均压。2006年4月26/56航空燃气涡轮发动机结构设计WP7点火器2006年4月27/56航空燃气涡轮发动机结构设计第二节 基本构件及结构2.6 火焰筒冷却方法火焰筒冷却方法v气膜冷却气膜冷却2006年4月
8、28/56航空燃气涡轮发动机结构设计气膜冷却2006年4月29航空燃气涡轮发动机结构设计气膜冷却2006年4月30航空燃气涡轮发动机结构设计气膜冷却2006年4月31航空燃气涡轮发动机结构设计第二节 基本构件及结构现代燃烧室火焰筒加工：现代燃烧室火焰筒加工：v由滚轧出的环形段焊接由滚轧出的环形段焊接(EBW)而成而成v焊缝位于冷却孔附近的冷区焊缝位于冷却孔附近的冷区v采用采用Hastelloy X 镍基高温合金镍基高温合金v与燃气接触的表面用等离子喷涂一层隔与燃气接触的表面用等离子喷涂一层隔热涂层热涂层v头部用头部用Inconel 625 镍基合金铸出镍基合金铸出2006年4月32/56航空燃
9、气涡轮发动机结构设计双层浮壁式（V2500）2006年4月33/56航空燃气涡轮发动机结构设计第三节 燃烧室故障1.结构故障产生的原因结构故障产生的原因v结构故障结构故障-性能故障性能故障2.设计中采取的措施设计中采取的措施v局部减弱局部减弱-开槽开槽-槽端钻孔槽端钻孔v留有膨胀余地留有膨胀余地 -有相对移动的位置有相对移动的位置v采用涂层采用涂层2006年4月34/56航空燃气涡轮发动机结构设计CFM56-3火燃筒的安装2006年4月35/56航空燃气涡轮发动机结构设计第四节 材料和涂层4.1 材料材料:v不锈钢、结构钢不锈钢、结构钢v镍基高温合金钢镍基高温合金钢 4.2 涂层：涂层：v高温
10、珐琅涂层高温珐琅涂层(釉面釉面)-防热涂层防热涂层v热扩散涂层热扩散涂层-Cr和和Al涂层涂层v热喷涂涂层热喷涂涂层-等离子喷涂等离子喷涂v烘烤涂层烘烤涂层-利用烘烤工艺利用烘烤工艺2006年4月36/56航空燃气涡轮发动机结构设计第五节 加力燃烧室军用涡喷、涡扇发动机军用涡喷、涡扇发动机2006年4月37/56航空燃气涡轮发动机结构设计5.1 概述v加力的作用和方法加力的作用和方法v在最大状态下况下短期增加推力。在最大状态下况下短期增加推力。v喷水加力：压气机、燃烧室、进气道。喷水加力：压气机、燃烧室、进气道。v加力燃烧室：加力燃烧室：燃气中有剩余氧气；流速燃气中有剩余氧气；流速350-40
11、0米米/秒；秒；温度温度900-1000K；总压变化很大。总压变化很大。v特点：特点：v增加推力；耗油率增；喷口需要调节。增加推力；耗油率增；喷口需要调节。2006年4月38/56航空燃气涡轮发动机结构设计M-88-25.2 加力燃烧室的组成v扩压器、喷油装置、火稳定器、点火装置、扩压器、喷油装置、火稳定器、点火装置、防振屏、冷却屏、尾喷口。防振屏、冷却屏、尾喷口。2006年4月39航空燃气涡轮发动机结构设计5.1 概述2006年4月40/56航空燃气涡轮发动机结构设计5.3 扩压器v设计要求设计要求v要求损失小，尽力使流速降低。要求损失小，尽力使流速降低。v等外径、内外均扩、等压力梯度、全长
12、等外径、内外均扩、等压力梯度、全长内锥。内锥。v由外壳、内锥和支板组成，均为板料加由外壳、内锥和支板组成，均为板料加工焊接。工焊接。2006年4月41/56航空燃气涡轮发动机结构设计WP-7 加力燃烧室2006年4月42/56航空燃气涡轮发动机结构设计-31加力燃烧室2006年4月43航空燃气涡轮发动机结构设计5.4 双涵道发动机的混合器漏斗形混合器漏斗形混合器v混合效果好，压力损失大，重量大，结混合效果好，压力损失大，重量大，结构复杂。构复杂。MK202环形混合器环形混合器v压力损失小，重量轻，结构简单，压力损失小，重量轻，结构简单，v但出口流场随飞行状态变化大要求良好但出口流场随飞行状态变
13、化大要求良好的燃油调节系统。的燃油调节系统。F1002006年4月44/56航空燃气涡轮发动机结构设计5.4 双涵道发动机的混合器菊花形混合器菊花形混合器v利用波形菊花槽来增加内外函气流的混利用波形菊花槽来增加内外函气流的混合。合。F101、F4042006年4月45/56航空燃气涡轮发动机结构设计5.5 火焰稳定器作用：形成挡风墙并组织回流区。作用：形成挡风墙并组织回流区。形式：一般采用形式：一般采用V型型:环形、径向。环形、径向。v1.环形稳定器环形稳定器 WP7甲甲v2.径向稳定器径向稳定器 WP7乙乙v3.沙丘稳定器沙丘稳定器 WP7Bv4.蒸发式稳定器蒸发式稳定器 MK202v5.气
14、动式稳定器气动式稳定器 法国法国“阿塔阿塔”2006年4月46/56航空燃气涡轮发动机结构设计MK202 蒸发式稳定器2006年4月47/56航空燃气涡轮发动机结构设计火焰稳定器2006年4月48航空燃气涡轮发动机结构设计沙丘驻涡火燃稳定器2006年4月49航空燃气涡轮发动机结构设计在研的新型加力燃烧室v旋涡加力燃烧室旋涡加力燃烧室v独特的火燃稳定技术独特的火燃稳定技术v减小加力燃烧室长度减小加力燃烧室长度2006年4月50航空燃气涡轮发动机结构设计加力燃烧室其他部件5.6 供油系统供油系统v离心式喷咀离心式喷咀v直流式或射流直流式或射流式喷咀式喷咀v针塞式喷咀针塞式喷咀 F100v分区分压供
15、油分区分压供油5.7 点火器点火器v预燃室预燃室v热射流式热射流式v直接点火式直接点火式v催化点火式催化点火式v点火检查器点火检查器2006年4月51/56航空燃气涡轮发动机结构设计5.8 壳体、防振屏、隔热屏请同学们看书自学请同学们看书自学2006年4月52/56航空燃气涡轮发动机结构设计-31矢量喷口2006年4月53航空燃气涡轮发动机结构设计F119发动机矢量喷口试验2006年4月54/56航空燃气涡轮发动机结构设计JSF（X35）矢量喷口飞行试验2006年4月55/56航空燃气涡轮发动机结构设计此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢