地面燃机燃用不同燃料的燃烧室性能分析
燃气轮机燃烧室燃烧特性的研究与分析
燃气轮机燃烧室燃烧特性的研究与分析燃气轮机是一种能够将化石燃料转化为电力的设备。
其内部的燃烧室的燃烧特性对于整个系统的性能起着至关重要的作用。
因此，研究和分析燃气轮机燃烧室的燃烧特性已成为热力学研究领域的一个重要课题。
一、燃烧室的类型燃烧室有不同的类型，例如，喷射式燃烧室、环状燃烧室、花瓶型燃烧室等等。
这些燃烧室的形状和结构对其燃烧特性产生了深远的影响。
以花瓶型燃烧室为例，它具有较大的容积，可以让燃料有足够的时间和空间与空气充分混合，增加燃烧效率。
而环状燃烧室则能够在更小的空间内达到更高的燃烧温度，使得燃料的燃烧更加充分和快速。
二、燃料的选择燃料的选择对于燃烧室的燃烧特性同样至关重要。
常见的燃料有天然气、柴油、燃料油等。
其中，天然气是最为环保的一种燃料，因为其不含有硫和芳香烃等有害物质，因此对于燃气轮机的使用具有非常重要的意义。
而柴油和燃料油则需要在燃烧前进行加热，否则容易在燃烧室内形成沉积物，影响了燃烧效率。
三、燃烧过程的控制燃烧室燃烧过程的控制同样非常重要，主要包括调节燃料的进气量和燃烧室内部的氧气含量。
燃气轮机燃烧室中的燃料为了充分燃烧需要有充足的氧气，而氧气的含量过高则会导致燃烧温度过高，从而损坏燃烧室内的部件。
因此，优化燃料和氧气的供给量非常重要。
四、燃烧室材料的选择燃烧室材料的选择对于燃烧室的性能和寿命产生着深远的影响。
燃烧室材料需要具有良好的耐热性和抗腐蚀性，以免在高温和腐蚀环境下出现材料失效。
目前，许多高温合金被广泛应用于燃气轮机燃烧室中，以其良好的性能和寿命受到广泛赞誉。
总之，燃气轮机燃烧室燃烧特性的研究和分析对整个系统的性能起着至关重要的作用。
因此，我们需要对燃烧室的类型、燃料的选择、燃烧过程的控制和燃烧室材料的选择等方面进行深入的研究和分析，以推动燃气轮机技术的发展和提高其使用效率。
燃气轮机燃烧室的燃料燃烧过程分析
燃气轮机燃烧室的燃料燃烧过程分析燃气轮机是目前应用最广泛的高效能动力机械之一，其广泛应用于航空、航天、能源等领域。
热力效率高、功率密度大、启动速度快等特点使得燃气轮机在航空领域应用十分广泛。
热力效率的提升是燃气轮机性能提升的关键因素之一，而燃气轮机的燃烧室则是热力效率的决定性因素之一。
本文将对燃气轮机燃烧室的燃料燃烧过程进行分析。
燃烧室是燃气轮机最重要的部件之一，其主要功能是将燃料燃烧释放出的热能转化为机械能，从而实现燃气轮机的功率输出。
燃气轮机燃烧室的构造通常由外壳、燃烧室燃烧区、内壳、预混区、燃烧室出口等部分组成。
燃气轮机燃烧室的燃料燃烧过程包括着火、预混、焚烧三个阶段。
这三个阶段的主要反应如下：一、着火在燃烧室中注入空气后，使用点火器点燃燃料，燃料的着火温度一般在600℃~ 900℃之间。
当点燃燃料后，局部区域内的温度开始上升，从而使得燃料开始挥发和分解。
燃烧室中的空气在高温和高压的作用下开始和燃料反应，这就是着火阶段。
二、预混在燃烧室中形成齐次混合气体是燃烧室设计的主要目标之一。
预混的主要目的是将燃料和氧气之间的混合程度尽量提高，并调整理论空气比，从而使得燃料在燃烧室中充分燃烧。
预混的反应类型为：燃料与氧气的化学反应、燃料挥发性的热分解等。
在预混过程中，氧气和燃料的混合程度对混合气体的温度和良燃程度具有重要的影响。
三、焚烧由于在预混区已经将燃料和氧气充分混合，焚烧阶段的反应可以看成是一系列多相氧化反应。
在焚烧过程中，燃料和空气反应产生大量的热能，这一反应过程是燃气轮机产生动力的决定性因素之一。
焚烧过程是一个非常复杂的过程，其中包含燃料的分解、氧气和燃料的各种氧化反应、燃料和产生的气体、燃料和以外管流体的相互作用等等。
当燃料全部燃烧完毕后，于焚烧室出口处排出。
总之，燃气轮机燃烧室的燃料燃烧过程是燃气轮机最重要的部件之一，其设计优化和燃烧过程控制对于燃气轮机的性能影响至关重要。
燃气轮机燃烧室的理论和实验研究已经有了相当程度的深入和积累，未来，随着新材料、新技术的不断发展，燃气轮机燃烧室将会不断地为新能源、新材料的发展和绿色环保做出新的贡献。
燃气轮机燃烧室的数值模拟与优化
燃气轮机燃烧室的数值模拟与优化燃气轮机是一种高效的能源转换设备，它通过将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，实现动力的传递。
燃气轮机的燃烧室是燃烧过程发生的关键区域，其设计的合理与否对燃气轮机的性能具有重要影响。
为了提高燃气轮机的效率和可靠性，数值模拟与优化成为目前燃气轮机燃烧室设计的重要手段。
燃气轮机燃烧室的数值模拟是利用计算机仿真的方法，通过数学模型和计算流体力学方法等对燃气轮机燃烧室内流场、燃烧过程、温度分布等进行模拟与计算，以获取燃烧室内的详细信息。
通过数值模拟可以得到燃烧室的温度场、压力场、速度场等物理量分布，判断燃烧室内的燃烧稳定性和温度分布的均匀性，并提供燃烧室设计的参考依据。
燃烧室的优化是指通过对数值模拟结果进行分析，结合经验和实验数据，改进现有燃烧室的设计，提高其性能和环保指标。
燃气轮机燃烧室的优化主要包括以下几个方面。
首先，燃烧室的几何形状对燃烧效果有重要影响。
通过数值模拟可以得到燃烧室内的速度场、温度场等分布，进而分析燃烧室内流动的特点。
通过对几何形状的优化，可以改善燃烧室内的流动状态，提高燃料的混合程度，使燃烧更加充分，提高热效率。
其次，燃烧室的燃烧过程对机组的性能和排放有很大影响。
数值模拟可以模拟燃烧室的燃烧过程，包括燃料的注入、燃烧过程中的火焰传播、燃料的完全燃烧等。
通过对燃烧过程的模拟，可以分析燃烧室内的燃烧稳定性，检测火焰的传播速度和燃料的燃烧程度，并优化燃烧室的燃烧参数，提高燃烧效率和降低排放。
最后，燃烧室的冷却方式对机组的可靠性有重要影响。
数值模拟可以模拟燃烧室的温度分布，包括壁面温度和冷却气体的温度。
通过对温度分布的模拟，可以确定燃烧室的冷却方式和冷却气体的供应位置，优化冷却方案，避免燃烧室的过热和烧毁，提高机组的可靠性。
总之，燃气轮机燃烧室的数值模拟与优化是提高燃气轮机性能和可靠性的重要手段。
通过数值模拟可以获取燃烧室内的详细信息，进而优化燃烧室的几何形状、燃烧过程和冷却方式，提高燃气轮机的效率和可靠性。
燃气轮机燃烧室内部流动特性数值模拟分析
燃气轮机燃烧室内部流动特性数值模拟分析一、燃气轮机燃烧室概述燃气轮机作为现代工业和能源领域中的重要动力设备，其燃烧室是整个燃气轮机系统中最关键的部分之一。
燃烧室的性能直接影响到燃气轮机的效率、排放和稳定性。
在燃气轮机燃烧室内，燃料与空气混合后在高温高压的环境下进行燃烧，产生高温高压燃气，推动涡轮做功。
为了提高燃气轮机的性能，对燃烧室内部流动特性进行深入研究和优化是至关重要的。
1.1 燃气轮机燃烧室的功能与重要性燃气轮机燃烧室的主要功能是实现燃料的高效燃烧，将化学能转化为热能，进而推动涡轮旋转。
燃烧室的设计和性能直接影响到燃气轮机的整体效率和排放水平。
一个高效的燃烧室可以减少燃料消耗，降低有害排放，提高燃气轮机的经济性和环保性。
1.2 燃烧室内部流动特性的研究意义燃烧室内部流动特性的研究对于优化燃烧室设计、提高燃烧效率、降低排放和增强燃气轮机稳定性具有重要意义。
通过数值模拟分析，可以预测和分析燃烧室内的流动、混合和燃烧过程，为燃烧室的设计和改进提供科学依据。
二、燃烧室内部流动特性数值模拟方法数值模拟作为一种有效的研究手段，可以模拟和分析燃烧室内部复杂的流动和燃烧过程。
通过建立数学模型和使用计算流体动力学(CFD)软件，可以对燃烧室内部流动特性进行详细的模拟和分析。
2.1 数值模拟的理论基础数值模拟的理论基础主要包括流体力学、热力学、化学反应动力学等。
这些理论为模拟燃烧室内部流动特性提供了必要的物理模型和方程。
通过求解这些方程，可以预测燃烧室内的流场、温度场、浓度场等物理量分布。
2.2 计算流体动力学(CFD)的应用计算流体动力学(CFD)是一种用于模拟流体流动和热传递过程的数值方法。
在燃气轮机燃烧室的研究中，CFD可以用来模拟燃烧室内的流动、混合、燃烧和热传递过程。
通过CFD软件，可以构建燃烧室的几何模型，设置边界条件和初始条件，进行网格划分，然后求解流体力学和热力学方程。
2.3 燃烧模型的选择与应用在进行燃烧室内部流动特性数值模拟时，选择合适的燃烧模型是关键。
燃气轮机性能分析报告2——燃气轮机燃烧室特性分析
动力与能源工程学院燃气轮机性能分析（报告二）学号：专业：动力机械及工程学生姓名：任课教师：2010年4月燃气轮机燃烧室特性分析一、概述燃烧室是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。
在整台燃气轮机中，它位于压气机与涡轮之间。
燃气轮机运行时，燃烧室在宽广的工况范围内工作。
在燃气轮机变工况的过程中，燃烧室进口的空气流量a G 、温度*2T 、压力*2P 、速度2C 以及燃油消耗量f G 都会发生变化，这些变化反过来又会影响整台燃气轮机的性能。
所以，弄清燃烧室的变工况特性，对整台燃气轮机的变工况运行有积极地意义。
二、燃烧室特性参数表征燃烧室性能指标的参数主要有燃烧室效率、压力损失、稳定性、点火范围、出口温度分布和容热强度等，但与燃气轮机变工况密切相关的参数主要是燃烧室效率和压力损失，前者直接关系到燃气轮机的燃料消耗量（影响燃气轮机的效率），而且还影响到流经涡轮的燃气流量；而后者直接影响到涡轮的膨胀比。
由于燃烧室内部燃烧过程的复杂性，人们还不能全部用理论计算的方法给出燃烧室效率和压力损失随工况的变化关系，这些的关系式主要还是以实验为基础的经验公式。
三、燃烧室效率的计算由于燃烧室壁散热、燃料燃烧不完全以及燃料产物的离解，燃料的热值不能完全利用。
燃烧室效率B η就是用来表征燃料燃烧完全程度的物理量。
燃料室效率的定义是燃油实际用于加热工质的热量与燃油完全燃烧时放出的热量之比。
其表达式**3. 2.mg g ma a mf fB mf uq h q h q h q H η--=式中：ma q —燃烧室进口空气质量流量mg q —燃烧室出口燃气质量流量 mfq —燃油流量*3.gh—燃烧室出口每千克燃气的焓*2.a h —燃烧室入口每千克空气的焓fh —每千克燃油的焓u H —燃油热值在已知燃烧室结构尺寸的情况下，燃烧室主要与燃烧室进口压力、进口温度、进口速度和油气比（余气系数）有关，因此燃烧室效率应该具有以下形式**222(,,,)B f T P c f ηα=或由定性分析可得，随着*2T 增加，燃烧室效率逐渐增加，在达到一定温度后，效率基本保持不变。
燃气轮机燃烧室的热流场分析
燃气轮机燃烧室的热流场分析燃气轮机是一种高效能的发电设备，其燃烧室是其关键组成部分之一。
燃气轮机燃烧室的热流场分析是研究燃气轮机性能和优化设计的重要方向之一。
在本文中，我们将探讨燃气轮机燃烧室的基本原理、热流场分析的意义以及常见的数值模拟方法。
1. 燃气轮机燃烧室的基本原理燃气轮机燃烧室是将燃料和氧气混合并通过燃烧将其转化为高温高压气体的部分。
燃气轮机的工作原理是，高温高压气体从燃烧室中流出，驱动涡轮旋转，最后输出功率。
在燃烧室中，燃料和空气通过喷嘴喷射，并在空气中快速混合。
之后，燃料在火焰中燃烧，产生高温高压气体。
这些气体经过喷嘴排出，向涡轮提供动力。
2. 热流场分析的意义热流场分析是研究燃气轮机燃烧室性能和优化设计的重要手段之一。
通过对燃烧室内热流场的分析，可以评估其燃烧效率、热损失情况和工作稳定性，进而指导燃烧室的优化设计。
热流场分析可以帮助我们了解燃烧室内的温度、压力和速度分布情况，以及燃料和空气的混合程度。
这些参数对于评估燃烧室性能和改善其效率至关重要。
此外，热流场分析还可以通过模拟不同操作条件下的燃烧室工作情况，来预测和评估其燃烧特性。
这有助于优化燃烧室的设计和操作参数，提高燃气轮机的性能。
3. 数值模拟方法在热流场分析中，常用的方法是数值模拟。
数值模拟可以通过计算和模拟燃烧室内的流动和热传递过程，来获得详细的热流场分布。
数值模拟方法中，常用的包括有限元方法、有限体积方法和有限差分方法等。
这些方法基于数学方程组和流体力学原理，利用计算机对燃烧室内复杂的物理过程进行模拟。
这些数值方法可以求解燃烧室内的速度场、温度场和压力场等参数，以及燃料和空气的混合过程。
通过分析这些参数分布，可以获得燃烧室的热流场特性，并进一步优化设计。
4. 模拟结果与实际情况的比较热流场分析的模拟结果需要与实际情况进行比较，以验证其准确性和可靠性。
这需要进行实验测量，并将实验结果与数值模拟结果进行对比。
常用的实验测量方法包括热电偶测温、压力传感器测压和激光测速等。
燃气轮机的性能分析与优化
燃气轮机的性能分析与优化燃气轮机是一种能够将燃料的化学能转化为机械能的热力机械设备。
它具有高效、灵活、可靠等特点，被广泛应用于航空、石油化工、电力等领域。
本文将对燃气轮机的性能进行分析和优化，帮助读者了解如何提高燃气轮机的效率和可靠性。
一、燃气轮机性能分析燃气轮机的性能主要由以下指标来衡量：1. 热效率：燃气轮机的热效率是指燃料化学能转化为机械能的比例。
通常情况下，燃气轮机的热效率可以达到40%以上。
2. 发电效率：燃气轮机的发电效率是指发电机输出电能与燃料化学能的比值。
发电效率通常比热效率低一些，但也可以达到40%以上。
3. 出气温度：燃气轮机出气温度直接影响燃机的寿命和可靠性。
出气温度越低，燃机的寿命和可靠性越高。
4. 排放：燃气轮机的排放包括NOx（氮氧化物）、CO（一氧化碳）等有害物质。
现代燃气轮机通过采用低NOx燃烧技术、废气再循环等措施，可以使排放大大降低。
二、燃气轮机性能优化为了提高燃气轮机的效率和可靠性，需要对其进行性能优化。
常用的性能优化手段包括以下几个方面：1. 燃料选型：燃气轮机燃料的选用对其性能和运行成本有很大影响。
通常选用的燃料有天然气、液化石油气、煤气等。
不同燃料的化学组成和燃烧特性不同，需要选择合适的燃料以达到最优性能。
2. 燃烧室设计：燃烧室是燃气轮机中燃烧燃料产生高温高压气体的地方。
优化燃烧室的设计可以提高燃烧效率和降低排放，同时也可以减少维护成本和提高寿命。
3. 涡轮机设计：涡轮机是燃气轮机中最核心的组件。
优化涡轮机的设计可以提高输出功率和效率，同时也可以减少维护成本和提高寿命。
4. 控制系统设计：控制系统是燃气轮机中监测和控制运行状态的重要组成部分。
优化控制系统的设计可以实现自适应控制、故障诊断和预防性维护等功能，提高燃机的可靠性和寿命。
5. 运维管理：燃气轮机的运维管理直接影响其寿命和效率。
合理的运维管理包括定期检修、故障排除、润滑保养、安全管理等方面。
三、结语燃气轮机作为一种高效、灵活、可靠的热力机械设备，得到了广泛的应用。
两种燃机双重余热ORC发电系统性能分析
两种燃机双重余热O RC 发电系统性能分析郝世超1查顾兵2梁鹏飞11. 中船重工（上海）新能源有限公司2. 上海市质量监督检验技术研究院摘要：针对典型燃机两种余热的特点和其中低温水余热难以利用的现状，提出两种单循环O R C 余热 发电系统。
通过建模热平衡计算比较性能，得出这两种发电系统分别比仅用烟气余热的发电系统性能提 高43.5%。
和74.5%。
的结论，通过分析得出影响发电性能的关键在于预热器的作用及双热源匹配关系。
对 改变O R C 系统有机蒸汽温度参数和预热器上端差不能改变热源不匹配的问题，提出以热源匹配性做为衡 量两种发电系统选择的判据。
该分析方法可以应用于燃机余热发电模块产品开发和多重热源的性能优化 应用。
关键词：燃机；余热、梯级利用；O R C ；性能分析；补汽；有机透平 DOI : 10.13770/j .cnki .issn 2095-705x .2018.03.007Perform ance Analysis on D ouble W aste H eat O R C Pow er G eneration System for T w o TurbinesHao Shichao, Cha G ubin, Liang PengfeiC SIC (Shanghai) New Energy Co.，LtdShanghai Quality Supervision and Inspection Technology InstituteA b s tra c t : Focused on double w aste heat features and unused low tem perature w ater oftypical condition for tu rb in e , the author puts forward two single cycle ORC waste heat power generation system . Through modeling of thermal balance , the article concludes these two power generation system are 43.5% and 74.5% better than flue gas waste heat power generation system with performance calculation . The author analyzes and concludes power generation performance depends on preheater function and double heat sources m atching re la tio n . The author puts forward criterion to level two power generation system with heat sources matching when dealing with changing ORC system organic steam temperature parameter and preheater upper difference without changing heat sources dis-m atching issue . The analysis method can be applied in model product developing for waste heat pow er generation turbine and perform ance optim ization of multiple heat sources .Key w ords : Turbine , Waste Heat , Gradient Utilization , O RC , Performance Analysis , M ake-upSteam , Organic Turbin上海节能ENERGY CONSERVATION FORUM上海节能No.032018i引言各类燃机在燃烧燃料做功或发电过程中会产 生烟气局温余热和缸套冷却水余热。
燃气轮机燃烧室的热力学分析与性能优化
燃气轮机燃烧室的热力学分析与性能优化燃气轮机燃烧室是燃气轮机内部的核心组件之一，其热力学分析及性能优化对于燃气轮机的效能提升具有重要意义。
本文将介绍燃气轮机燃烧室的基本原理、热力学分析方法以及性能优化的实施。
【燃气轮机燃烧室的基本原理】燃气轮机燃烧室是将燃料与空气混合并燃烧发生在其中的装置。
其基本原理是利用燃烧燃料产生的高温高压气体驱动涡轮转动，从而产生功率。
燃烧室的设计需要满足以下几个关键要求：高效燃烧、低污染排放和稳定可靠。
【热力学分析方法】针对燃气轮机燃烧室的热力学分析，常采用能量平衡和物质平衡的原理进行。
通过计算燃烧室内的能量输入输出以及燃料与空气的化学反应，可以得到燃烧室的热效率以及其他性能参数。
首先，能量平衡方程考虑了燃料和空气的质量流量、燃料的热值、燃料的效率和能量损失等参数。
其中，能量输入主要来自于燃料的燃烧，而能量输出则包括了机械功和烟气排放等。
对于能量平衡方程的具体计算，需要考虑到效率损失，如未完全燃烧和热损失等。
其次，物质平衡方程关注了燃料和空气在燃烧室内的混合及燃烧反应。
燃烧反应是指燃料（通常是石油、天然气和煤等）与氧气发生的化学反应，释放出大量的热能。
物质平衡方程需要考虑到燃料和空气的化学计量比例以及燃烧产物的生成。
通过热力学分析方法，可以对燃气轮机燃烧室进行定量的评估和性能分析，从而找出存在的问题，并为性能优化提供依据。
【燃气轮机燃烧室的性能优化】燃气轮机的性能优化主要包括提高热效率和减少污染排放两个方面。
提高热效率是燃气轮机性能优化的核心目标之一。
可以通过优化燃烧室的结构和燃烧过程，使得燃料能够更充分地燃烧，从而提高燃烧效率。
具体措施包括提高燃烧室的进气和排气效果，增加燃料与空气的混合程度，优化燃料喷射与燃料气体分布等。
减少污染排放同样是燃气轮机性能优化的重要任务。
燃料燃烧产生的废气中含有一系列的污染物，如二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等，需要通过优化燃烧室的结构和燃烧过程来减少这些污染物的生成。
燃气轮机的燃烧室设计与性能分析
燃气轮机的燃烧室设计与性能分析燃气轮机是一种广泛应用于能源领域的热能转换设备，其核心部件之一就是燃烧室。
燃气轮机通过利用燃料燃烧产生高温高压的气体，驱动涡轮转动，从而完成能量转换。
燃烧室的设计和性能对燃气轮机的运行稳定性、燃烧效率和排放水平等方面起着至关重要的作用。
燃烧室的设计首先要考虑的是能够实现高效的燃烧过程，以提高燃气轮机的热效率。
在传统的燃气轮机燃烧室中，通常采用顶置式燃烧室，即燃烧室位于压气机与涡轮之间，压气机吸入的空气经过燃烧室后驱动涡轮运转。
而在现代燃气轮机的燃烧室设计中，越来越多地采用预混合式燃烧室，即在燃烧过程中预先将燃料和空气充分混合后再进行燃烧。
这种设计可以有效地提高燃烧效率和减少氮氧化物的排放。
燃烧室的性能分析主要包括燃烧效率、燃烧稳定性和排放水平等方面的参数评估。
燃烧效率是衡量燃烧室性能的重要指标之一。
燃气轮机的燃烧室在燃料燃烧过程中要尽可能地释放更多的热能，同时尽量减少未完全燃烧的产物。
通过优化燃烧室的结构和燃烧过程参数，如燃料供给量、空气配比等，可以提高燃烧效率。
燃烧稳定性是燃气轮机燃烧室设计中另一个重要考虑因素。
燃烧室的稳定性决定了燃烧过程的可控性和可靠性。
燃气轮机燃烧室的设计应该能够在不同负荷和工况下保持稳定的燃烧，不会出现过度火焰或火焰熄灭的情况。
为了提高燃烧稳定性，燃烧室通常采用一定的流场设计和稳定器等技术手段。
同时，对燃烧室进行流动仿真分析和实验验证也是提高稳定性的重要途径。
排放水平是燃气轮机燃烧室设计中不可忽视的问题。
燃烧室的燃烧过程中会产生大量的污染物和废气，如氮氧化物、二氧化硫和颗粒物等。
为了减少环境污染，燃气轮机燃烧室设计需要考虑降低这些污染物的排放量。
常用的方法包括提高燃烧效率、采用低氮燃烧技术、使用排放控制装置等。
通过综合考虑燃烧室结构、燃料供给系统和废气处理设备等因素，可以有效地降低燃烧室的排放水平。
总之，燃气轮机的燃烧室设计和性能分析是燃气轮机工程中的重要环节。
飞机燃烧室内燃烧特性的分析与改进
飞机燃烧室内燃烧特性的分析与改进飞机作为现代交通工具的重要组成部分，其安全性和可靠性一直是人们关注的焦点。
在飞机的设计中，燃烧室是一个关键部件。
本文将探讨飞机燃烧室的燃烧特性，分析其存在的问题，并提出改进措施，以提高燃烧室的性能和效率。
一、燃烧室的基本原理燃烧室是飞机发动机中的一个重要部分，其功能是将燃料与氧气混合并点燃，产生高温高压的燃烧气体，驱动涡轮机运转。
燃烧室的燃烧特性直接影响着飞机的性能和效率。
二、燃烧特性分析1. 燃烧效率低下：传统燃烧室存在燃料燃烧不完全的问题，导致燃烧效率低下，能量浪费严重。
这种情况不仅降低了飞机的综合燃油效率，还增加了对环境的污染。
2. 温度分布不均匀：由于燃烧室中的燃料和氧气分布不均匀，导致温度分布不均匀。
高温区域会引起冷却问题，而低温区域则容易产生积碳和氧化物堆积。
3. 压力损失大：燃烧室中的燃料燃烧会产生压力损失，从而减少了飞机的推力和加速性能。
此外，燃烧室的布局和结构也会对压力损失产生影响。
三、改进措施1. 高效燃烧室设计：采用先进的燃烧室设计，如快速燃烧室、涡流燃烧室等，可以提高燃烧效率和温度分布的均匀性。
2. 温度控制和冷却技术：通过优化燃烧室的冷却结构，采用冷却通道和冷却片等技术，可以降低高温区域的温度，减少冷却问题。
3. 燃烧室布局的优化：合理设计燃烧室的形状和结构，减少气流损失和压力损失，提高推力和加速性能。
4. 燃烧参数控制：采用先进的燃烧控制技术，如燃烧室温度和压力的自动控制，可以提高整个燃烧过程的效率和稳定性。
5. 新型燃烧材料的应用：开发和应用高性能的燃烧材料，可以提高燃烧室的耐用性和抗腐蚀性，延长使用寿命。
四、结论飞机燃烧室的燃烧特性直接影响着飞机性能和效率。
通过分析和改进燃烧室的设计和技术，可以提高燃烧效率，优化温度分布，减少压力损失，提高飞机的整体性能。
未来的发展方向将是更加高效、环保和可靠的燃烧室设计，以满足人们对飞机安全和效率的不断追求。
燃气轮机的燃烧与热力性能研究
燃气轮机的燃烧与热力性能研究燃气轮机是一种通过内燃机方式将化学能转变为机械能的能量转换设备。
它是重要的能源转化设备之一，被广泛应用于航空航天、发电以及工业领域。
燃气轮机的燃烧过程是其工作原理的核心，也是影响其热力性能的重要因素之一。
本文将探讨燃气轮机燃烧过程与热力性能的相关研究。
首先，燃气轮机的燃烧过程是指将燃气与氧气进行混合并在燃烧室中燃烧释放出能量的过程。
燃气轮机的燃烧室通常采用预混合燃烧方式，即将燃气和空气预先混合并喷入燃烧室中。
在燃烧过程中，燃料与氧气发生燃烧反应，产生高温高压的燃烧产物，如二氧化碳、水蒸气等。
燃气轮机的燃烧过程受到许多因素的影响，其中包括燃料特性、空气配比、燃烧室结构等。
燃料特性对燃烧过程的影响主要包括燃料的热值、燃烧速率以及燃料的完全燃烧度。
较高的热值和燃烧速率可以提高燃烧室的效率，而较高的完全燃烧度可以降低燃烧产物中的有害物质的含量。
空气配比是指在燃烧过程中燃料与空气的摩尔比，它直接影响到燃料的燃烧效率和产生的燃烧产物的种类和含量。
燃烧室结构对燃烧过程的影响主要体现在其对燃料和空气的混合程度和燃烧产物的排出等方面。
燃气轮机的燃烧过程和热力性能的研究主要包括三个方面：燃烧特性的实验研究、燃烧过程的数值模拟和燃烧过程的优化控制。
通过实验研究可以获得燃烧过程的基本参数和规律，如燃料的燃烧速率、燃烧产物的组成和温度分布等。
数值模拟可以通过计算流体力学方法对燃烧过程进行模拟和分析，从而研究燃烧过程中的流动特性、传热特性和化学反应等。
优化控制则是通过改变燃料供给、空气配比和燃烧室结构等手段，调整燃气轮机的燃烧过程，以提高其热力性能和运行效率。
燃气轮机的热力性能主要包括热效率和机械效率两个方面。
热效率是指燃气轮机在单位时间内转化为有用功的能量占输入燃料化学能的比例。
热效率的提高可以通过提高燃烧效率、降低燃烧室的热损失和减少燃料的未燃尽等手段实现。
机械效率是指燃气轮机在单位时间内转化为有用功的能量占输入机械能的比例。
天然气燃烧的燃烧室设计与优化
天然气燃烧的燃烧室设计与优化天然气是一种清洁、高效的能源，广泛应用于家庭和工业领域。
而天然气的燃烧过程中，燃烧室的设计和优化是至关重要的，它直接影响着燃烧效率和排放物的产生。
本文将探讨天然气燃烧的燃烧室设计与优化方法。
一、燃烧室的基本原理燃烧室是将燃料与氧气混合并点燃的空间，通过燃料的燃烧产生热能。
在天然气燃烧室中，需要考虑燃料的混合、点火和燃烧过程的控制。
1. 燃料混合天然气是以甲烷为主要成分的混合气体，燃料混合的均匀程度直接影响着燃烧过程的效率。
因此，在设计燃烧室时，需要考虑如何实现燃料与氧气的充分混合。
2. 点火点火是燃料在燃烧室中开始燃烧的过程。
合适的点火机制可以提高燃料的燃烧效率。
常见的点火方式有电击点火、火花点火和预混合点火等。
3. 燃烧过程控制燃烧过程的控制包括燃烧室内温度的控制、燃料的供给控制、空气的供给控制等。
合理的燃烧过程控制可以提高燃烧的效率和稳定性。
二、燃烧室设计的关键因素1. 空气比和燃料比空气比和燃料比是燃烧室设计中的重要参数。
空气比指的是燃料和氧气之间的比例关系，燃料比指的是燃料和空气之间的比例关系。
合适的空气比和燃料比可以提高燃烧效率和减少氮氧化物的排放。
2. 燃料喷射方式燃料的喷射方式也是燃烧室设计中需要考虑的因素。
常见的喷射方式有分散喷射和预混合喷射。
不同的喷射方式对燃烧过程有不同的影响，需要选择合适的方式来优化燃烧效果。
3. 燃烧室结构燃烧室的结构也会影响燃烧效果。
合适的燃烧室结构可以提供充分的空间和时间供燃料和氧气混合燃烧，提高燃烧效率和稳定性。
三、燃烧室优化方法1. 数值模拟通过数值模拟可以模拟燃烧室内的流动、传热和化学反应等过程，优化燃烧室设计。
数值模拟可以提供详细的参数信息，帮助分析和优化燃烧室的性能。
2. 实验测试实验测试是优化燃烧室设计的重要手段。
通过实验测试可以获得燃烧室内的实际工作状态和性能数据，根据这些数据进行优化。
3. 综合优化燃烧室的设计和优化需要综合考虑空气比、燃料比、喷射方式和燃烧室结构等因素。
先进燃气轮机中的燃烧与热力学分析研究
先进燃气轮机中的燃烧与热力学分析研究随着技术的发展，先进燃气轮机已经成为电力、航空、船舶等领域不可或缺的重要能源设备。
在先进燃气轮机中，燃烧过程可以说是最关键的一个环节，直接影响燃气轮机的发电效率、排放水平以及耐久性。
因此，燃烧与热力学分析研究在先进燃气轮机的工程应用中具有至关重要的地位。
一、燃气轮机燃烧过程中的问题1. 柴油型燃气轮机中的燃烧过程柴油型燃气轮机是应用最广泛的先进燃气轮机之一，其燃烧过程主要包括喷油、燃烧和排放三个环节。
不同于传统的内燃机，燃气轮机中喷油、燃烧和发动都是同时进行的。
因此，燃气轮机的喷油系统、燃烧系统和调节系统都必须相互协调，确保燃烧效率的最大化。
2. 煤气型燃气轮机中的燃烧过程煤气型燃气轮机是利用天然气、液化气、合成气等清洁能源作为燃料的先进燃气轮机。
在煤气型燃气轮机中，燃烧过程更加复杂，主要包括燃烧稳定性、燃烧效率、NOx生成等问题。
为了解决这些问题，煤气型燃气轮机必须采用高效的燃烧控制系统、优化的燃料供应系统以及先进的NOx控制技术。
二、燃烧与热力学分析方法1. 燃烧特性分析燃烧特性分析是对燃气轮机燃烧过程的关键参数进行分析和研究，主要包括燃料分布、燃烧反应、热传递以及热损失等方面。
通过燃烧特性分析，可以确定整个燃气轮机系统的燃烧效率、排放水平、运行稳定性等重要参数。
2. 热力学循环分析热力学循环分析是对燃气轮机内部能量转换过程的分析和研究，能够揭示燃气轮机的热力学参数、燃料消耗量、发电输出等关键性能指标。
通过热力学循环分析，可以优化燃气轮机的热循环、改进热力学效率、提高发电效率等。
三、燃烧与热力学分析在先进燃气轮机中的应用1. 提高燃气轮机燃烧效率通过对燃气轮机燃烧过程进行燃烧特性分析和热力学循环分析，可以确定燃烧控制策略、优化燃料供应系统、改进喷油系统等措施，从而提高燃气轮机燃烧效率，降低排放水平，实现节能减排的目标。
2. 优化燃气轮机热力学循环先进燃气轮机的热力学循环是影响燃气轮机发电效率的重要因素之一。
燃气轮机燃烧室中的燃烧机理与控制
燃气轮机燃烧室中的燃烧机理与控制1. 前言燃气轮机是一种常用的热能转换设备，它通过将高温高压燃气驱动涡轮，产生机械功，从而实现电力、动力等形式的能量输出。
在燃气轮机中，燃烧室是能量转换的核心部件，其性能和稳定性对整个系统运行效率和寿命有着至关重要的影响。
因此，燃烧室中的燃烧机理与控制研究对于提高燃气轮机的性能具有重要的意义。
本文将从燃烧机理、气体动力和控制技术等方面进行探讨。
2. 燃烧机理燃烧室中的燃烧机理主要包括燃料/空气混合、点火、燃烧和传热等多个环节。
燃料在燃烧室进口处与空气混合形成可燃气体，然后经过点火点火，燃烧产生高温高压燃气。
这个过程中，需要满足一定的燃料/空气比例和最适合的点火时机，以保证燃气轮机正常运行。
同时，燃烧过程中产生的高温高压燃气会对燃烧室内部结构造成较大的热负荷，因此还需要考虑传热和冷却等因素来保证燃烧室的稳定性和寿命。
3. 气体动力燃烧室中的气体动力主要包括燃料/空气混合和燃烧气体的流动等。
燃料/空气混合的质量流量、速度和温度等参数都会对燃烧室内的气体动力产生影响，而燃烧气体的流动也会受到各种因素的影响，如燃料喷射方式、燃料中的化学成分等。
这些因素必须在设计和控制燃气轮机时充分考虑，并采用合适的技术手段来进行优化。
4. 控制技术燃气轮机的控制技术是保证其稳定性和高效性的关键。
其中，燃烧控制系统是整个系统中最为重要的部分之一。
该系统需要通过传感器获取燃烧室内气体动力、温度、压力等参数，并将其反馈至控制器进行处理。
控制器根据这些参数的变化，实时调整燃料和空气的混合比例和进气量等，以保证燃烧室内的气体动力和温度控制在一定的稳定范围内。
此外，还需要考虑氧化还原控制、燃料预热技术、燃烧稳定性控制等因素，以实现更加高效、稳定的燃烧过程。
5. 结论燃气轮机燃烧室中的燃烧机理与控制技术是提高系统效率和稳定性的关键因素。
燃气轮机的发展趋势是高效、清洁、低排放和多燃料化，这将对燃烧室设计和控制技术提出更高的要求。
燃气轮机使用燃料性质
燃气轮机使用燃料性质摘要：为保证燃气轮机的正常运行，对气体燃料的性质、杂质含量、供气压力等都进行了一般的规范，而不同的燃机型号对燃料的性质作出了规范，本文主要对GE公司燃气轮机使用的燃料性质和参数要求进行分析。
一、燃料的性质1、燃料的发热值燃料的燃烧热、发热值或热值是单位质量的燃料经充分燃烧产生的热量。
美国的计量系统使用英国热量单位，每磅Btu或用气体显示时没标准立方英尺Btu。
气体燃料的发热值可以实验确定，使用一个热量计，常压下空气存在情况下燃料在其中燃烧。
让产物冷却至初始温度，测量完全燃烧过程中释放的能量。
所有含氢燃料释放水蒸汽，作为燃烧的一种产物，水蒸汽冷凝在热量计内。
得出的放热计量值是高发热值（HHV），称为毛发热值，其中包含了水蒸气的热量，低发热值（LHV），称为净发热值。
2、改良沃贝指数范围（MWI）各种燃气轮机运行时所使用气体发热值范围十分宽广，而单个具体的燃气系统所能适应的变动量则小得多，燃料喷嘴设计用于在增加或减少燃料喷嘴面积或燃气温度时在固定的压力比范围内的运行和调节热值的变化，对指定系统设计的气体燃料的互换性的测量是MWI。
此术语用作在固定压力比下对燃烧室所注入的能量的相对测量，并使用低热值，燃料相对于空气的比重及燃料温度进行计算，数学上的定义如下：水分的碳氢化合物的过热要求，两者都要分别加上在燃气透平燃料输送压力时的露点（水分和碳氢化合物）。
两个值，过热加露点，其中较高的一个值将确定最低气体燃料温度以满足过热要求。
在某些情况下，碳氢化合物露点可能很低以致要采用符合水分过热的要求，反之亦然。
少数情况下气体可能在温度超过75℉的潮湿条件下被输送。
在这种情况，额外的过热将导致最终气体温度超过启动条件下允许的最高温度。
二、燃料的参数要求1.碳氢化合物露点碳氢化合物露点是气体在给定的压力下温度下降到形成第一颗碳氢化合物液滴时的那一点，与水分露点相似。
碳氢化合物露点对少量的重碳氢化合物（C6+）很敏感，取样时气体样本被污染也会是一个问题。
地面燃机燃用不同燃料的燃烧室性能分析
地面燃机燃用不同燃料的燃烧室性能分析李锋;郭瑞卿;唐正府;尚守堂;吕付国【摘要】从发动机燃烧性能的角度出发,研究了航空发动机改地面燃机后燃用其他燃料对燃烧室性能的影响.利用流体计算软件Fluent,针对地面燃机燃烧室燃用航空煤油、轻柴油、工业酒精、天然气4种不同燃料,进行模拟计算,给出燃用不同燃料时的燃烧性能.结果表明,从燃烧的角度来看,轻柴油的燃烧性能与航空煤油差别不大,可直接替代航空煤油或与航空煤油混合使用,燃用天然气的NOx排放及CO排放都很低,天然气是一种理想的低污染燃料.工业酒精由于物性及热值与航空煤油差距很大,地面燃机改烧工业酒精还需作相当深入的研究.该研究对发展下一代航空替代燃料有一定的参考价值.【期刊名称】《吉首大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(035)002【总页数】6页(P35-40)【关键词】替代燃料;航空燃料;燃烧室性能;地面燃机;燃烧室设计【作者】李锋;郭瑞卿;唐正府;尚守堂;吕付国【作者单位】北京航空航天大学能源动力学院,北京100191;北京航空航天大学能源动力学院,北京100191;北京航空航天大学能源动力学院,北京100191;沈阳发动机设计所,辽宁沈阳110015;北京航空航天大学能源动力学院,北京100191;沈阳发动机设计所,辽宁沈阳110015;北京航空航天大学能源动力学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】V231.1近年来，国际油价不断上涨，各国都在积极探索其他燃料替代航空煤油的可行性，其中包括开发航空合成燃料和生物燃料[1-3].德国科学家早在20世纪20年代就已经试验成功了费-托工艺，一种进行人工合成燃料的试验.Denial等直接采用正十二烷代替美国JP27航空煤油进行裂解和热传导研究，法国科学院Ragout针对法国TRO航空煤油的三组份替代模型和美国JP28航空煤油的六组份替代模型开展研究.NASA开展了航空煤油替代燃料的深入研究，其目的是能够根据需要按配方生产低排放型燃料或高喷射型燃料[4-10].2008年2月，一架以液化气为燃料的A380-841型客机成功首飞，此外，新西兰的一架波音747-400喷气客机进行了可持续生物燃料的飞行测试[11].国内中科院力学所范学军等[12]以大庆RP23航空煤油为例,对航空煤油进行热物理特性研究,此外，四川大学、北京航空航天大学等单位[13-15]也开展了替代燃料的深入研究.笔者从发动机燃烧性能的角度出发，研究了航空发动机改地面燃机后燃用其他燃料对燃烧室性能的影响.研究中，利用流体计算软件Fluent，针对地面燃机燃烧室在不同工况下燃用航空煤油、轻柴油、工业酒精、天然气4种不同燃料，进行模拟计算，给出地面燃机燃用不同燃料时的燃烧性能.1.1 物理模型在建模过程中，为了使计算结果更接近实际燃烧室的工作状态，并能有效地计算，需要对燃烧室的结构作出适当的简化.将离散气膜孔简化为等面积的环带，径向旋流器和挡溅板上离散冷却孔简化为等面积的环形缝.环形燃烧室的计算区域包括前置扩压器、内外二股通道、内外导流罩间的环形区域、双旋流进气装置、火焰筒.考虑到计算的复杂性及结构相似性，取整个燃烧室的1/20进行建模.计算中截取一个头部进行计算.火焰筒外壁和内壁的主燃孔、掺混孔个数均分别为个和个.其中，主燃孔为非圆形的异型孔.火焰筒头部主旋流器为带8个切向小孔的形式，而副旋流器为带10个叶片的径向进气式.设Z轴为燃烧室轴向方向.模型燃烧室的形状如图1所示.采用Fluent软件中的Realizable k-ε湍流模型、DDM喷雾模型、PDF燃烧模型及DO辐射模型、热力模型、NOx排放模型进行计算[16].文献[16]将该模型的单环腔燃烧室数值模拟结果与实验结果进行对比，验证了其计算结果的可信度.笔者采用与其相同的数理模型对不同燃料的燃烧室性能进行对比，研究在相同的数理模型下采用不同燃料的燃烧性能.1.2 网格划分和边界条件1.2.1 计算域和网格划分在GAMBIT中，为了有效控制网格的疏密，对计算域进行分区处理，整个计算域内共分成67个区域.针对每个区域的不同特点，采用不同的网格形式，实现在保证计算分辨率的前提下，获得高质量的3维贴体坐标网格.为了尽可能取得高的精度，采用六面体结构化网格和三角形网格相结合来划分计算域网格.在近壁区、结构突变区及有孔的区域，网格划分较细密，并在主要燃烧区域网格划分较细.最终整个区域划分为1 660 768个网格,如图2所示.1.2.2 边界条件在进行边界条件设置时，采用流量进、出口边界条件，其边界条件的设置如表1所示.2.1 总压恢复系数设计点4种燃料燃烧室的总压恢复系数计算结果如表2所示.从表2可以发现，在内、外二股通道出口，燃用工业酒精的总压恢复系数略低于航空煤油、轻柴油和天然气；但在火焰筒出口，燃用工业酒精的总压恢复系数略高于航空煤油、轻柴油、轻柴油和天然气.说明燃用工业酒精的热阻损失要低于航空煤油、轻柴油和天然气，这可从它的温度分布中火焰较短中得到初步解释.2.2 燃烧效率设计点4种燃料燃烧室的火焰筒内燃烧效率计算结果如表3所示.从表3可以发现，燃用航空煤油的燃烧效率最高，燃用工业酒精的燃烧效率要大幅低于航空煤油、柴油和天然气,这可能是由于工业酒精热值较低，燃烧组织较为困难，当然其深层原因还需深入研究.2.3 沿流程截面温度分布设计点4种燃料燃烧室沿流程截面温度分布如图3所示.从图3可以发现，燃用航空煤油和轻柴油的温度分布图十分接近，燃用航空煤油的最早出现高温区，而燃用工业酒精火焰较短，高温区主要出现在掺混孔前，燃用天然气最晚出现高温区，表明航空煤油最容易着火，而工业酒精的燃烧时间最短，天然气在高速气流的吹动下，火焰往下游漂移.2.4 燃烧室出口温度分布设计点4种燃料燃烧室沿出口温度分布如表4及图4所示.从表4及图4可以发现，燃用天然气的出口温度系数要大幅低于工业酒精、航空煤油和轻柴油,其中燃用工业酒精的出口温度分布最差，这可能是由于工业酒精热值较低，燃烧不充分有关，当然其深层原因还需深入研究.2.5 污染排放设计点4种燃料污染排放如表5、图5及图6所示.从表5、图5及图6可以发现，燃用航空煤油的NOx排放较高而CO排放较低，表明航空煤油燃烧最为充分，这可从表3中航空煤油的燃烧效率最高中得到解释.燃用轻柴油的NOx及CO排放与燃用航空煤油差距不大，燃用工业酒精的NOx和Soot排放较低，但CO的排放最高，燃用天然气的NOx排放及CO排放最低，表明天然气是一种理想的低污染燃料.对比航空煤油、轻柴油、工业酒精、天然气4种不同燃料的计算结果可以发现，航空煤油的燃烧效果最好，轻柴油其次，工业酒精的燃烧效果最差，天然气的NOx排放及CO排放都最低，是一种理想的低污染燃料.从燃烧的角度来看，轻柴油的燃烧性能与航空煤油差别不大，可直接替代航空煤油或与航空煤油混合使用.工业酒精由于与航空煤油的热值、分子量及物性等差距很大，航空发动机改地面燃机烧工业酒精还需作相当深入的研究.【相关文献】[1] MONGIA H K.Recent Advances in the Development of Combustor DesignTools[R].American Institute of Aeronautics and Astronautics,AIAA 2003-4495,2003:1-15. 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燃气轮机燃烧室燃烧天然气和燃烧中低热值煤气的比较
燃气轮机燃烧室燃烧天然气和燃烧中低热值煤气的比较作者：徐纲前言煤炭联产系统可以提高煤炭生产的综合效益，同时降低大气污染，支持煤炭企业由传统产业向高技术产业的转型，其中的关键问题就是提供适用多种燃料（包括中低热值煤气、天然气等）的低NOX排放新型燃气轮机燃烧室。
将燃烧室的燃料由天然气改为中低热值煤气将会面临以下几个问题：·燃油流量的增加：在燃烧室功率不变的情况下，由于中低热值煤气热值的下降，燃油流量将增加3－10倍，相应需要向燃烧区提供更大的空气流量，改变燃烧-冷却-掺混的空气配比，且燃烧火焰将加长。
因此，需要改变燃料系统，燃烧区和掺混区的总体尺寸和结构。
·燃烧稳定性问题：中低热值煤气燃烧的特点是平均温升较低，局部温升较高。
又由于燃油流量的增加导致煤气喷射速度增加，煤气中的主要物质co的着火下限较高，当机组工作在低负荷工况时容易出现熄火现象。
·控制Nox排放与co排放的矛盾：中低热值煤气的燃烧温升较高，而火焰传播速度较低，容易产生co排放超标。
通过提高燃烧区的温度可大幅降低co的排放量。
但这与降低燃烧区温度来降低Nox含量相矛盾。
现在比较先进的DLN燃烧室通过预混燃烧来降低燃烧温度已降低Nox含量。
但预混燃烧的稳定性较低，而本身中低热值煤气的燃烧稳定性较低，故移植到中低热值煤气燃烧室较为困难。
·冷却问题：煤气中含有H2，局部燃烧温度较高，易烧坏喷嘴。
前面提到由于燃油流量的增加，相应需要向燃烧区提供更大的空气流量，这将导致用于冷却的空气量减少。
这些问题的的解决依赖于实验、计算紧密结合：燃烧问题本身是比较复杂的，而中低热值煤气的成份比天然气多，反映过程也相应复杂。
以往的工作是以实验为主，数值模拟较为困难。
随着CFD技术的发展，我们目前已有了解决这类问题的工具，可以进行湍流、多组分扩散、化学反应进行联合模拟。
本文中采用FLUENT软件对同一燃烧室采用天然气和中低热值煤气进行了对比计算，对温度分布，火焰结构，燃烧效率及Nox分布进行了比较。
燃气轮机燃烧室性能指标的衡量
燃气轮机燃烧室性能指标的衡量（1）燃烧效率。
目前，一般燃气轮机组中燃烧室的燃烧效率都能达到95％～99％，航空发动机的燃烧效率更高。
（2）总压保持系数。
定义为=P3/P2，是衡量燃烧室气动性能好坏的指标，目前一般燃烧室在设计工况的在0.95～0.97左右。
对于连续流动的工质，总压下降有两个原因。
一是热力学上的“热阻”，它随工质加热程度（用燃烧室出口总温与进口总温之比τ=T3/T2来表示）的增加而增加，是不可避免的；另一个就是摩擦、掺混等不可逆流动的因素导致的损失，其中有的是为了有效组织燃烧过程而不得不付出的代价。
燃气轮机燃烧室研制中要致力于最大限度地减少不必要的总压损失。
（3）出口温度均匀度。
在许多燃气轮机中，燃烧室的出口是与透平的入口很靠近的，如果出口处燃气的温度不均匀，即有些地方温度高，有些地方温度低。
这样就有可能使透平叶片受热不均，甚至有被烧坏的危险。
一般希望燃气的最高温度不能比出口平均温度t3高60～80℃。
此外，在装有许多个燃烧室的机组中，还应力争每个燃烧室出口温度场的平均值相互之间的偏差不超过15～20℃。
此外，出口温度沿燃气轮机半径方向的分布有一种中间高，两端低的自然趋势，这正是发挥透平叶片材料的潜力所要求的，因为透平叶片尖部（外径处）受气流加热最严重，容易局部金属温度高；而叶片根部（内径处）则应力最大，希望金属温度低些以保证更好的强度。
这样叶片中径处气流温度相对高一些正好满足叶片等强度的要求。
（4）污染物排放。
随着环境保护要求的提高，控制燃烧污染物的排放已成为燃气轮机燃烧室研制中首要解决的问题之一。
目前我国对燃气轮机的燃烧污染物排放还没有制定限制规范，但国际上对燃气轮机特别是航空燃气轮机排放已做出严格的限制。
（5）火焰筒壁温度水平和梯度。
火焰筒壁面温度的高低及其均匀程度对于燃烧室的工作寿命有决定性的影响。
一般规定，火焰筒的壁面温度不应超过金属材料长期工作所能承受的温度水平。
对于工作寿命要求较长的燃烧室来说，希望能把火焰筒的最高壁温控制在650~700℃左右，但在工作寿命较短的燃烧室中，其最高壁温则有可能超过800～850℃，甚至局部有可能达到900℃左右。
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２ ０ １ ４年 ３月
文章 编号 ： １ ０ ０ ７— ２ ９ ８ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ ０ ３ ５—０ ６
地 面 燃 机 燃 用不 同燃 料 的燃 烧 室性 能分 析
李 锋 ， 郭 瑞 卿 ， 唐 正府 ， 大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ｓ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
Ｖｏ１ ．３ ５ ＮＯ ．２
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１ 、
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进行计算． 火焰筒外壁和内 壁的主燃孔、 掺混孔个数均分别为Ｉ １ ＋２ ×÷） 个和（ ２ ＋２ × ÷） 个． 其中， 主燃孑 Ｌ
为 非 圆形 的异 型孔． 火焰 筒头 部 主旋 流器 为带 ８个 切 向小 孔 的形 式 ， 而 副 旋 流器 为 带 １ Ｏ个 叶片 的 径 向进 气 式． 设 Ｚ 轴 为燃烧 室 轴 向方 向． 模 型燃 烧室 的形 状如 图 １所示 ．
的环形 缝． 环形 燃烧 室 的计算 区域包 括前 置扩 压器 、 内外二 股通 道 、 内外导 流罩 间 的环形 区域 、 双旋 流进 气
装置、 火 焰 筒． 考 虑 到计算 的复杂 性及 结构 相 似性 ， 取 整个 燃 烧 室 的 １ ／ ２ ０进 行建 模 ． 计 算 中截 取 一个 头 部
（ １ ． 北 京 航 空航 天 大 学 能 源 动 力 学 院 ， 北京 １ ０ ０ １ ９ １ ； ２ ． 沈 阳发 动 机 设 计 所 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ０ １ ５ ）
摘 要 ： 从 发动 机 燃 烧 性 能 的 角度 出发 ， 研 究 了航 空 发 动机 改地 面燃机 后 燃 用其 他 燃料 对 燃 烧 室性 能 的 影 响． 利 用流 体 计 算软 件 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ， 针 对 地 面燃 机 燃 烧 室燃 用 航 空 煤 油 、 轻柴油、 工 业 酒精 、 天 然气 ４种 不 同燃 料 ， 进行模拟计算， 给 出燃 用 不 同燃 料 时 的燃 烧 性 能． 结果 表 明 ， 从燃烧的角度来看， 轻 柴 油 的燃 烧 性 能 与航 空 煤 油 差 别 不 大 ， 可 直 接 替 代 航 空煤 油或 与航 空 煤 油 混 合使 用， 燃 用 天 然 气 的 ＮＯ 排 放 及 Ｃ Ｏ排放都很低 ， 天 然 气 是一 种 理 想 的 低 污 染燃 料 ． 工 业 酒 精 由 于物 性 及 热值 与航 空 煤 油
型 燃料 ［ ４ ． ２ ０ ０ ８年 ２月 ， 一 一 架 以液化 气为 燃 料 的 Ａ３ ８ ０—８ ４ １型客 机 成 功 首 飞 ， 此外 ， 新 西 兰 的一 架波 音
７ ４ ７ —４ ０ ０喷气 客机 进行 了可持续 生 物燃 料 的飞行 测试 ＿ １ ． 国 内中科 院力学 所 范学军 等口 幻以 大庆 Ｒ Ｐ ２ ３航 空 煤油 为例 ， 对 航空 煤 油进 行热 物理 特性 研究 ， 此外 ， 四川 大学 、 北京 航空 航天 大学 等单位 ｎ 。 ５ ］ 也开 展 了替 代 燃料 的深人 研究 ． 笔 者从 发动 机燃 烧性 能 的角度 出发 ， 研 究 了航空 发动 机改 地面燃 机 后燃 用 其他 燃料 对 燃 烧室 性 能 的影响 ． 研究 中 ， 利用 流体 计 算软 件 Ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｔ ， 针 对 地面燃 机燃 烧室 在不 同工况 下 燃用 航 空煤 油 、 轻柴油、 工 业酒 精 、 天然 气 ４种 不 同燃 料 ， 进行 模拟 计算 ， 给出地 面燃 机燃 用不 同燃料 时 的燃烧性 能 ．
近年来 ， 国际 油价 不断 上涨 ， 各 国都 在积 极探 索 其 他 燃料 替 代 航 空煤 油 的可行 性 ， 其 中包括 开 发航 空 合 成燃 料 和生 物燃 料 ［ １ ］ ． 德 国科学 家早 在 ２ Ｏ世 纪 ２ ０年 代就 已经试 验成 功 了费一 托工艺， 一种 进行 人 工合 成 燃 料 的试 验 ． Ｄ ｅ ｎ ｉ ａ ｌ 等 直接 采用 正 十二烷 代 替 美 国 Ｊ Ｐ ２ ７ 航 空 煤 油 进行 裂 解 和热 传 导 研究 ， 法 国科学 院
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收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３一 Ｏ ６一 Ｏ ６ 基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ９ ０ ７ １ ６ ０ ２ ５ ， ５ ０ ４ ７ ６ ０ ０ ５ ） ； 航 天 支 撑基 金 （ １ ３ １ ３ １ ０ ０ １ ） 作者简介 ： 李 锋 （ １ ９ ６ ６一 ） ， 男， 湖 南资兴人 ， 北京航 空航天大学能源动力学院教授 ， 博士生 导师 ， 主要 从 事 燃 烧 、 流 动
差距 很 大 ， 地 面燃 机 改烧 工 业 酒精 还 需作 相 当深入 的研 究． 该 研 究对 发展 下一 代 航 空 替代 燃 料 有 一 定 的参 考 价值 ．
关键词 ： 替代燃料 ； 航 空燃料 ； 燃 烧 室性 能 ； 地 面燃 机 ； 燃 烧 室设 计 中图分类号 ： Ｖ２ ３ １ ． １ 文献标志码 ： Ａ
Ｒａ ｇ ｏ ｕ ｔ 针对 法 国 ＴＲＯ航 空煤 油 的 三组 份 替 代 模 型 和 美 国 Ｊ Ｐ ２ ８航 空 煤 油 的六 组 份 替代 模 型开 展 研 究． ＮＡＳ Ａ开 展 了航 空煤 油替 代燃 料 的深入 研究 ， 其 目的是 能够 根 据需 要 按 配 方生 产 低排 放 型燃 料 或 高 喷射
１ 数 理模 的 建 立
１ ． １物 理 模 型
在 建模 过程 中 ， 为 了使计 算 结果 更接 近 实际 燃 烧 室 的工 作 状态 ， 并 能 有 效地 计 算 ， 需 要对 燃 烧 室 的结
构 作 出适 当 的简化． 将离 散气 膜 孔简 化为 等 面积 的环带 ， 径 向旋 流器 和挡溅 板 上离散 冷 却孔 简化 为 等 面积