燃烧室的基本原理及结构
燃气轮机结构-燃烧室
第三章燃气轮机3.1概述（1）燃烧室功用及重要性1.保证燃机在各种工况下，将燃料化学能转换为热能，加热压气机压缩的空气，用于涡轮膨胀做功。
2.燃烧室是燃机的主要部件之一，燃机的性能、可靠性、寿命皆与它有密切关系。
（2）燃烧室的工作条件①燃烧室在高温、大负荷下工作②燃烧室在变工况下工作③燃烧室在具有腐蚀性的环境下工作④燃烧室内的燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程⑤燃烧室中的燃烧在高速气流及贫油混合气情况下进行（“空气分股”、“减速扩压”、“反向回流”）（3）燃烧室的设计要求①不同工况下，燃烧室工作应稳定②燃烧要安全③燃烧室具有最小的流体阻力④燃烧室出口温度场应能满足涡轮的要求⑤在任何使用条件下，燃烧室都应该迅速、可靠地启动点火，且联焰性好⑥工作寿命长⑦燃烧室的尺寸和质量要小⑧排气污染应能满足国家标准要求⑨检视、装拆和维修应当方便3.2三种基本类型燃烧室的结构概述（1）分管燃烧室1.结构特点管形火焰筒的外围包有一个单独的壳体，构成一个分管，沿燃气轮机周围6-16个这样的分管，各分管用传焰管连通，以传播火焰和均衡压力。
2.优点：①装拆、维修、检修方便②因各个分管的工质流量不大，调试容易，实验结果比较接近实际情况3.缺点：①装拆、维修、检修方便②因各个分管的工质流量不大，调试容易，实验结果比较接近实际情况（2）环管燃烧室1 .结构特点：若干个火焰筒均匀排列安装在同一个壳体内，相邻火焰燃烧区之间用传焰管连通。
2.优点：①适合与轴流式压气机配合，布局紧凑、尺寸小、刚性小；②气流转弯小，流体阻力小，热散失亦小；③调试比较容易，加工制造的工作量比分管小。
3.缺点：①燃烧室出口温度场沿周向不够均匀；②燃烧室的流体损失较大；③耗费的材料、工时较多；④质量较重。
（3）环形燃烧室1.结构特点：内、外壳体与环管燃烧室类似，但火焰筒却有很大差别。
在内外壳体之间的环形腔中，布置了一个呈环形的火焰筒，即火焰筒内外壁构成环形主燃区。
环形燃烧室的燃烧组织方式
环形燃烧室的燃烧组织方式1. 引言环形燃烧室是一种常用于航空发动机和火箭推进系统的燃烧室结构。
它的燃烧组织方式对于燃烧效率、推力输出和排放控制等方面都有重要影响。
本文将详细介绍环形燃烧室的燃烧组织方式及其相关原理。
2. 燃烧室的基本结构环形燃烧室由壁板、燃烧室壁、燃烧室衬套和燃烧室顶盖等部分组成。
壁板是燃烧室内壁的一部分，用于引导和控制燃气流动。
燃烧室壁是燃烧室的主要结构部分，承受高温和高压的燃气作用。
燃烧室衬套用于保护燃烧室壁，减少热量损失。
燃烧室顶盖则用于封闭燃烧室。
3. 环形燃烧室的燃烧组织方式环形燃烧室的燃烧组织方式主要包括混合燃烧和分级燃烧两种方式。
3.1 混合燃烧混合燃烧是指将燃料和氧化剂在燃烧室内混合后一起燃烧的方式。
这种燃烧方式通常适用于低速飞行器或低推力要求的发动机。
在混合燃烧方式中，燃料和氧化剂通过喷嘴喷入燃烧室，然后在燃烧室内混合，形成可燃的混合气体，最后点火燃烧。
混合燃烧方式的主要优点是结构简单、制造成本低、燃烧效率高。
然而，由于燃料和氧化剂的混合是在燃烧室内进行的，燃烧室内的温度和压力都会受到影响，对燃烧稳定性和推力输出产生一定影响。
3.2 分级燃烧分级燃烧是指将燃料和氧化剂分别喷入燃烧室的不同位置进行燃烧的方式。
这种燃烧方式通常适用于高速飞行器或高推力要求的发动机。
在分级燃烧方式中，燃料和氧化剂分别通过不同的喷嘴喷入燃烧室，然后在燃烧室内分别燃烧。
分级燃烧方式的主要优点是可以更好地控制燃烧过程和燃气流动，提高燃烧效率和推力输出。
由于燃料和氧化剂分别喷入燃烧室的不同位置，燃烧室内的温度和压力分布更加均匀，燃烧稳定性更好，推力输出更高。
4. 环形燃烧室的优化设计为了进一步提高环形燃烧室的燃烧效率和推力输出，可以采取一系列优化设计措施。
4.1 燃烧室形状设计燃烧室的形状对于燃烧效率和推力输出有重要影响。
合理的燃烧室形状可以使燃气流动更加顺畅，减少能量损失。
常见的燃烧室形状包括圆形、椭圆形和矩形等，具体形状的选择需要根据具体应用和设计要求进行优化。
燃烧与燃烧室设计原理
燃烧与燃烧室设计原理燃烧，指的是物质与氧气发生化学反应时，释放出能量，并产生热、光等现象的过程。
而燃烧室，则是控制燃烧过程的装置。
本文将从燃烧和燃烧室的基本原理入手，介绍燃烧室设计的一些重要原则。
一、燃烧的基本原理燃烧的基本原理是“燃料氧化”，即燃料与氧气发生化学反应，生成二氧化碳、水蒸气和能量。
燃料可以是固体、液体或气体，其中最常见的燃料是石油、天然气和煤炭。
而氧气则来自于空气，空气中氧气的含量约为21%。
在燃烧过程中，燃料需要达到燃点温度才能起火。
一旦起火，就会产生火焰，并伴随着火焰释放出的热量和光线。
火焰的颜色和温度与燃烧所用的燃料种类和燃烧条件有关。
二、燃烧室的基本要素燃烧室是进行燃烧反应的场所，其设计需要考虑以下几个基本要素：1. 空间容积：燃烧室的大小直接影响燃烧的强度和持续时间。
一般来说，燃烧室的容积应根据具体需求确定，容积过小可能导致不完全燃烧，容积过大则会降低燃烧效率。
2. 空气供应：燃烧需要氧气的参与，因此燃烧室的设计中要考虑充足的空气供应。
通常通过进风口或进气口将空气引入燃烧室，确保燃料能够充分与氧气反应。
3. 确保燃料的混合均匀：在燃烧过程中，燃料需要充分与氧气混合才能进行燃烧反应。
因此，燃烧室的设计需要考虑燃料的喷射方式、喷射角度等因素，确保燃料与氧气能够均匀混合。
4. 热量损失控制：燃烧室的设计中需要尽量减少热量损失，提高燃烧效率。
常见的方式包括使用耐高温材料、合理安排燃料喷射口和气流流动等。
三、燃烧室设计的原则在进行燃烧室设计时，需要遵循以下原则：1. 安全性原则：燃烧室的设计应确保燃烧过程稳定且可靠，避免出现意外事故。
必要时，可以采取增加防火材料、排气系统和防爆装置等安全措施。
2. 高效性原则：燃烧室的设计应尽量提高燃烧效率，充分利用燃料的能量。
这可以通过优化空气供应、提高燃料混合均匀度、减少热量损失等方式实现。
3. 可持续性原则：燃烧室的设计应考虑环保因素，减少污染物的排放。
第四章 燃烧室的工作原理与结构分析
第二节 扩散燃烧型燃烧室的工作过程与结构
图 4-1 所示的就是一种扩散燃烧型的燃烧室。图 4-3 中则给出了与之相配的喷油嘴的结构图。 从图 4-1 中可以看出：由压气机送来的压缩空气，在逆流进入遮热筒与火焰管之间的环腔 7 时，因受火焰管结构形状的制约，将分流成为几个部分，逐渐流入火焰管，以适应空气流量与燃 料流量的比值总是要比理论燃烧条件下的配比关系大很多的特点。其中的一部分空气称为“一次 空气”，它分别由旋流器 15、端部配器盖板 14、过渡椎顶 13 上的切向孔，以及开在火焰管前段 的三排一次射流孔 11，进到火焰管前端的燃烧区 12 中去。在那儿，它与由燃烧喷嘴 1 喷射出来 的液体燃料或天然气，进行混合和燃烧，转化成为 1500-2000℃的高温燃气。这部分空气大约占 进入燃烧室的总空气量的 25%；另一部分空气称为“冷却空气”，它通过许多排开在火焰管壁面 上的冷却射流孔，逐渐进入火焰管的内壁部位，并沿着内壁的表面流动。这股空气可以在火焰管 的内壁附近形成一层温度较低的冷却空气膜，它具有冷却高温的火焰管壁、使其免遭火焰烧坏的 作用。此外，剩下来的那一部分空气则称为“二次空气”或“掺混空气”，它是由开在火焰管后段 的混合射流孔 10，射到由燃烧区流来的 1500-2000℃的高温燃气中去的，它具有掺冷高温燃气， 使其温度比较均匀地降低到透平前燃气初温设计值的作用。
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惠州天然气发电有限公司产前培训专用教材
图 4-3 所示的是一种双燃料喷 嘴，它既能向燃烧室的火焰管头部 供给天然气，又能供给液体燃料。 为了增强液体燃料的燃烧速度，专 门 用高压 雾化空气来帮助液体燃 料雾化成为 100μm 左右的细雾 滴。这种细雾滴在进入高温的燃烧 区 后，就 会逐渐蒸发成为气相 燃 料，通过扩散和旋流的湍流的混合 作用，逐渐与燃烧区内的新鲜空气 掺混，在余气系数α =1 的空间范 围内起燃，形成一个温度高达理论 燃烧温度水平的火焰。这种燃料与 空气没有预先均匀混合，而是依靠 图 4-3 MS6001 系列燃气轮机上采用的分管型燃烧室的喷油嘴 扩散和湍流交换的作用，使她们彼 1-雾化空气进口 2-喷嘴本体 3-天然气进口 4-喷嘴的顶盖 此相互掺混，进而在α =1 的火焰 与空气选流器 5-天然气喷口 6-液体燃料喷嘴的组合件 上 面上进行燃烧的现象， 称之为 7-雾化空气切向槽 “扩散燃烧”。那时，燃烧速度主要取决于燃料与空气相互扩散和掺混的时间，而不是取决与它 们的化学反应所需要的时间。这种燃烧现象的一大特点是，火焰面上的α =1 ，其温度甚高，通 常为理论燃烧温度(它总是高于空气中的 N 与 O 起化学反应而生成 NO 时的起始温度 1650℃)。 因而按这种方式组织的燃烧过程必然会产生数量较多的“热 NO ”污染物。 为了解决这类燃烧过程中 NO 排放量超过环保要求的问题，可以采取三种措施，即：①在 高负荷条件下，向扩散燃烧的燃烧室中喷射一定数量的水或水蒸气，借以降低燃烧火焰的温度； ②在余热锅炉中安装所谓的选择性催化还原反应器(SCR)；③采用催化燃烧法。 众所周知：燃烧过程中产生的 NO 有燃料 NO 和热 NO 之分。前者取决于燃料中所含的氮 化合物的数量，燃烧过程中无法控制它的生成。热 NO 则是在燃烧过程的高温条件下，环境中所 含的 N 气与 O 气化合物而成的产物，它是按 Zeldovich 机理生成的。热 NO 的生成率与燃烧火 焰的温度成指数函数关系。在燃烧过程中生成的 NO 之总数 量则不仅是火焰温度的函数， 而且是可燃混合物在火焰温度条 件下逗留时间的线性函数。燃料已定时，燃烧火焰的温度则是 燃料/空气混合化学当量比的函数。图 4-4 中给出了 2 蒸馏油 与 590K 的空气混合燃烧时，燃烧火焰的温度 T 以及 NO 的 反应生成率 dC /dτ与燃烧/空气混合化学当量比的相互变化 关系。 由上图可知： NO 的最高生成率发生在燃烧/空气混合化 学当量比等于 1 的地方，那时，燃烧火焰的温度 T 为最高。 图 4-4 火焰温度 T 以及 因而，倘若能使燃料与较多的空气相混合，即：在比较稀释的 dC /dτ与燃料/空气混合 燃料浓度下进行低温的燃烧，那么，就能减少 NO 排放物的 化学当量的关系 生成。当然，向燃烧火焰区喷散水或水蒸气，以迫使降低燃烧 dC 为 NO 的浓度 火焰的温度，同样能够起到抑制生成 NO 的作用。
燃烧室工作原理
燃烧室工作原理
燃烧室是内燃机中的一个重要组成部分，其主要功能是将燃油与空气混合并燃烧产生高温高压气体，驱动活塞运动。
燃烧室通常由气缸体、活塞、气缸盖和喷油喷嘴等部件组成。
燃烧室工作原理可以分为四个基本过程：进气过程、压缩过程、燃烧过程和排气过程。
首先是进气过程。
活塞在下行过程中，通过曲轴的转动带动进气门打开，使混合气体（由燃油和空气组成）进入燃烧室。
进气门关闭后，活塞开始上行，将进气气体压缩。
接下来是压缩过程。
活塞上升时，压缩气体的体积减小，压力增加。
在这个过程中，混合气体被压缩到较小的体积，使其温度和压力升高。
然后是燃烧过程。
在活塞接近顶点位置时，喷油喷嘴向燃烧室内喷射燃油。
燃油与空气混合后点燃，形成火焰。
燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，从而输出动力。
最后是排气过程。
当活塞接近下行过程的末尾时，排气门打开，将燃烧后的废气排出燃烧室。
然后活塞再次上行，完成一个工作循环。
总的来说，燃烧室是通过控制燃料的喷射、混合和点火，使其在高温高压状态下进行燃烧，转化为机械能。
这一过程是内燃机正常运行的基础，也是产生动力的关键。
甲醇燃烧机结构
甲醇燃烧机结构甲醇燃烧机是一种利用甲醇作为燃料进行燃烧的设备，其结构设计合理与否直接关系到其燃烧效率和安全性能。
下面将介绍甲醇燃烧机的结构组成及其工作原理。
一、甲醇燃烧机结构组成1. 燃烧室：燃烧室是甲醇燃烧机的核心部件，负责将甲醇与空气混合并进行燃烧。
燃烧室通常由燃烧室壁、燃烧室顶部和底部以及燃烧室进气口组成。
燃烧室壁通常采用耐高温材料制成，以承受高温和高压的燃烧环境。
2. 燃料供给系统：燃料供给系统主要由甲醇储罐、泵和喷嘴组成。
甲醇储罐用于存储甲醇，泵负责将甲醇从储罐中抽取出来并送至喷嘴。
喷嘴将甲醇喷入燃烧室，与空气混合后进行燃烧。
3. 空气供给系统：空气供给系统负责将空气引入燃烧室，与甲醇进行混合燃烧。
空气供给系统通常由风机、空气过滤器和风门组成。
风机产生强大的气流将空气吸入燃烧室，空气过滤器用于过滤空气中的杂质，风门用于调节空气的流量。
4. 控制系统：控制系统是甲醇燃烧机的大脑，负责监测和控制燃烧过程中的各项参数，以保证燃烧的安全和稳定。
控制系统通常由传感器、控制器和执行机构组成。
传感器用于监测燃烧室内的温度、压力和流量等参数，控制器根据传感器的信号控制执行机构的动作，以调整燃烧室内的甲醇和空气的供给。
二、甲醇燃烧机工作原理甲醇燃烧机的工作原理是将甲醇与空气混合后进行燃烧，产生高温和高压的燃烧气体，从而释放出能量。
其工作步骤如下：1. 燃料供给：甲醇从储罐中被泵抽取出来，通过喷嘴喷入燃烧室。
喷嘴通过调整喷射角度和喷射速度，使甲醇均匀地喷入燃烧室。
2. 空气供给：风机产生的气流将空气吸入燃烧室，与喷入的甲醇混合。
空气过滤器可以过滤空气中的杂质，保证燃烧室内的空气质量。
3. 燃烧过程：甲醇与空气混合后，在燃烧室内进行燃烧。
燃烧过程中产生的高温和高压气体通过燃烧室出口排出。
4. 控制系统：传感器监测燃烧室内的温度、压力和流量等参数，控制器根据传感器的信号调整甲醇和空气的供给，以保证燃烧的安全和稳定。
燃气轮机原理 燃烧室
燃烧室性能之间的矛盾：
火焰稳定性
压力损失大
高容热强度
使用寿命长
解决办法：
根据用途，做折衷考虑（trade-off）
4-3 燃烧室中燃烧过程的组织
燃烧室中发生的整个工作过程包括：
¾燃烧区中气流流动过程的组织； ¾燃烧区中燃料浓度场的组织； ¾燃烧区中可燃混合物的形成、着火与燃烧； ¾混合区中二次掺冷空气与高温燃气掺混过程
冷却措施的发动机可达1600K。
由于涡轮叶片耐温的限制，燃烧室内供
油受到制约。燃烧室内供油只能烧掉空 气 中 氧 的 1/4 。 在 贫 油 的 均 匀 混 气 情 况 下，火焰不能传播，燃烧不能进行。
一个矛盾
若达到烧着的程度，涡轮叶片承受不了； 若考虑涡轮叶片耐温程度而减少供油，又 烧不着。
这种“分流”方法，相对于把燃料直接喷到 “全部空气”中去的燃烧方法，可以保证燃烧 区具有相当高的燃烧温度，有利于提高燃 烧反应的速度。
在分流方法中，控制“一次空气”的数量是改 善燃烧工况的关键。试验表明：在燃烧柴 油和天然气时，在满负荷工况下的一次空
气量控制在 α =1.1~1.3（相当于燃烧区温
采用第o种供气方式
α > 14.4
ηb ≥ 92%
燃烧室中空气流的组织
2.采用火焰稳定器以稳定高速气流中的火焰
利用火焰稳定器在火焰管的前部造成一个 特殊形态的速度场，以便强化燃料与空气 的混合作用，并为燃烧火焰的稳定提供条 件。
火焰稳定器：造成高速气流中的局部低速 区，从而保证燃烧火焰不被吹灭，如同大 风中背风点火吸烟一样。
¾定义：随着火焰长度的伸缩能自动调整直 接参与燃烧反应的一次空气量的特性。
z 机组负荷降低，燃烧火焰的长度缩短，通过开在 火焰长度之后的一次空气射流孔供入的空气量不 会直接射到火焰中去掺冷火焰，低负荷时，燃烧 温度仍很高；
燃烧室工作原理探究
燃烧室工作原理探究燃烧室是一种关键性的元件，在许多热能转换系统中发挥着重要的作用。
它主要负责燃烧燃料，产生高温高压气体，从而转化为机械能或热能。
本文将深入探究燃烧室的工作原理，以及相关的燃烧技术。
一、燃烧室的基本原理燃烧室作为热能转换系统中的核心部分，其基本原理是将燃料与氧气进行高效的燃烧，从而释放出能量。
燃料在燃烧室中通过与氧气的反应产生化学能，进一步转化为热能或机械能。
燃烧室通常由一个封闭的容器组成，内部有适当的供氧系统和燃料喷射系统。
通过可控的燃气或燃油进气，形成可燃混合物；同时，引入适当的空气或氧气作为氧化剂。
当燃料与氧气混合在一起，在适当的温度和压力条件下，燃烧反应就会发生。
二、燃烧过程的基本步骤燃烧过程可以大致分为四个基本步骤：点火、起燃、燃烧和燃尽。
1. 点火：点火是燃烧过程中的开始阶段。
通过点燃初始的混合气体，引发燃烧反应，开始释放能量。
2. 起燃：起燃是指点火后燃料和氧气混合物的燃烧反应进一步进行。
通过点火后释放出的热量，进一步加热燃料和氧气混合物，使燃烧反应持续进行。
3. 燃烧：燃烧是燃料和氧气混合物在足够的温度和压力下进行的化学反应。
在这一过程中，碳氢化合物和氧气发生反应，产生二氧化碳和水蒸气，并释放出热量。
4. 燃尽：当燃料和氧气混合物中的燃料完全燃烧完毕时，燃尽阶段开始。
此时，燃料已经完全转化为二氧化碳和水蒸气，并且没有剩余的可燃物。
三、燃烧室的设计与优化为了提高燃烧效率和减少排放物的产生，燃烧室的设计和优化变得至关重要。
以下是几个常见的改进措施。
1. 燃料喷射系统优化：通过设计合理的燃料喷射系统，可以实现燃料与氧气的充分混合，增加燃烧反应的效率。
2. 燃烧室壁面冷却：在高温高压燃烧室中，冷却壁面的设计可以有效降低燃烧室的温度，减少燃料的热损失。
3. 燃烧室湍流控制：通过优化燃气或燃油喷射系统，可以使燃料在燃烧室内形成适当的湍流，提高燃料与氧气的混合和燃烧效率。
4. 燃烧室几何形状：燃烧室的几何形状对于燃烧反应的传播速率和能量释放有重要影响。
飞机发动机原理与结构—燃烧室
燃烧室的总压恢复系数是：燃烧室出口处的总压与燃烧室进口处的总压之比 ，对于燃气 涡轮喷气发动机，燃烧室的总压恢复系数一般在 0.92～0.96 范围内。
6. 尺寸小，重量轻
温度场要求：
（1）火焰除点火过程的短暂时间外，不得伸出燃烧室； （2）在燃烧室出口环形通道上，温度分布尽可能均匀，在整个出口环腔内最高温度与 平 均温度之差不得超过 100－120℃； （3）沿叶高（径向上）靠近涡轮叶片叶尖和叶根处的温度应低一些，而在距叶尖大约 三分之一处温度最高。
5.总压损失小
2. 燃烧室熄火
预防：
• 在飞机起飞、进近、着陆阶段，为了防止燃烧室熄火，确保飞行安全，需要接通发 动机 点火电门加强发动机点火;
• 飞行中，在复杂的气象条件下（如颠簸气流、严重积冰区、大雨 等），也需接通 发动机点火电门，实施点火，同时还需要维持发动机一定的转速，以提高稳定的燃 烧范围。
• 发动机的维护工作中，应加强对压气机防喘系统的检查和维护，使之处于良好的状 态， 防止因防喘系统有故障而发生喘振，导致燃烧室熄火停车；
f qmf qm
余气系数 α α=燃烧时实际空气量/理论所需空气量 燃料系数 β β=实际供油量/ 将空气中氧气完全燃烧完理论所需供油量
• α>1或β<1 贫油燃烧 • α<1或β>1 富油燃烧 • α=1或β=1 完全燃烧
• 油气比f要在一定的贫油或富油范围内才能燃烧，过于贫油或富油不可以； • 目前航空发动机燃烧室里的余气系数一般为2.53.5，但在中心燃烧区接近于1。
1. 燃烧室的工作过程和基本组件
燃气燃烧器构造及原理
燃气燃烧器构造及原理燃气燃烧器是一种用于产生高温燃烧的设备，常见于家用燃气锅炉、工业炉等。
它通过将燃气与空气混合并点燃，释放高温热能。
燃气燃烧器主要由以下几个部分组成：1. 燃气供应系统：包括燃气管道、燃气调节阀和燃气喷嘴等。
燃气通过管道输送至燃气调节阀，在阀门的调节下进一步控制燃气量，并通过燃气喷嘴喷入燃烧器中。
2. 空气供应系统：包括风机和进气口等。
风机通过产生风压将空气吸入燃烧器中，并与燃气充分混合。
3. 点火系统：包括点火电极和高压发火器等。
点火电极位于燃烧器的点火位置，通过高压发火器产生高压电弧，点燃混合后的燃气和空气。
4. 燃烧室：是燃气燃烧过程的主要场所。
在燃烧室中，混合后的燃气和空气通过点火后燃烧，产生高温热能。
燃烧室的结构和材料需要具备耐高温、防腐蚀等特点，以确保燃烧器的安全可靠性。
燃气燃烧器的燃烧过程主要分为以下几个阶段：1. 点火和预热阶段：点火电极和高压发火器通过产生电弧点燃燃气和空气混合物，燃烧器开始预热。
2. 稳定燃烧阶段：在预热阶段后，燃烧器进入稳定燃烧状态。
燃气和空气在燃烧室中充分混合，通过点火后的火焰维持燃烧。
这一阶段需要保持适当的燃气和空气比例，以确保燃烧效果和热量输出的稳定性。
3. 燃烧调节阶段：根据需求调节燃气和空气的供给量，以控制燃烧器的输出功率。
一般情况下，通过调节燃气调节阀和风机的转速来实现。
4. 熄火和停止阶段：当不再需要燃烧器输出热能时，关闭燃气调节阀和风机即可停止燃烧过程。
总的来说，燃气燃烧器利用燃气和空气的混合燃烧产生高温热能，通过控制燃气和空气的供给量，以及点火和预热等过程，实现燃料的有效利用和高效能输出。
发动机原理第二章燃烧室
航空发动机燃油喷嘴必须具备使燃油雾化的功能。
工作过程及主要零组件
点火 一般利用外电源，使高压火花塞打火。 一般有两个点火器。
燃烧回流区的形成与作用
三、工作过程及主要零组件
形成： 气流经火焰筒头部的扰流器，形成一股旋转气流，在火焰筒的中心造成低压区，下游一部分气流逆流补充，形成回流。
作用
稳定的点火源
调试需大型气源
装拆维护较困难
环形火焰筒
工作过程及主要零组件 气流扩压减速 压气机出口气流速度 150m/s 30~45m/s 扩压器 扩压损失
喷油雾化
三、工作过程及主要零组件
为使燃油在非常短的时间内与气流充分掺混，达到完全燃烧，靠燃油喷嘴喷入雾状燃油，扩大燃料与周围气体的接触面，加快蒸发、汽化，形成混气，以利于完全燃烧。
对燃油破膜、雾化、掺混
5、对燃烧过程进行组织
在火焰筒内进行燃烧组织
分不同部位、不同量进气
分区：主燃区、补燃区、掺混冷却区
三、工作过程及主要零组件
约15%的气流从火焰筒头部旋转进入，形成回流区，与油碰撞、掺混、燃烧；
约20%的气流从梢后的大孔进入，回流，补充燃烧；
在火焰筒头部中心处形成主燃区，按恰当油气比形成混气，保证燃烧稳定、充分，燃气温度高达2600K。
相似准则
燃烧室熄火特性 余气系数 贫油熄火边界 富油熄火边界 进气流速 总压损失特性
小节
功能及基本性能要求 燃烧室结构形式 主要零组件 工作过程 特性
最恰当油气比：f0 = 1/ l0 0.068
= 1: 最恰当油气比
1: 贫油状态
1: 富油状态
2、基本性能要求
”ห้องสมุดไป่ตู้
压力损失小 摩擦、扩压、掺混、加热热阻 用总压恢复系数描述
汽车发动机中的燃烧室工作原理
汽车发动机中的燃烧室⼯作原理汽车发动机中的燃烧室⼯作原理汽车发动机中的燃烧室⾥，装有⽕花塞，产⽣电⽕花，点燃可燃混合⽓。
在⽕花塞两电极之间，加上直流电压后，可燃混合⽓会产⽣电离。
当电压升⾼到⼀定值时，⽕花塞两级⽓体间隙被击穿，产⽣电⽕花，此时活塞处于压缩⾏程的上⽌点附近，从⽽使⽓体燃烧产⽣巨⼤的压⼒推动活塞向下运动。
点⽕系的作⽤：将电池或发动机的低电压变成⾼电压（20～30kv）在按照发动机各⽓缸的⼯作次序，点燃⽓缸中的可燃混合⽓。
第⼀节概述⼀、点⽕系发展历史⼗九世纪⼋⼗年代，出现磁电机为电源的点⽕系⼆⼗世纪初，出现传统点⽕系，即以蓄电池和发电机为电源的点⽕系⼆⼗世纪六⼗年代，出现电⼦点⽕系⼆⼗世纪七⼗年代初出现⽆触点的电⼦点⽕系。
⽬前，使⽤⼴泛⼆⼗世纪七⼗年代末开始使⽤微机控制点⽕时刻的电⼦控制系统。
⽬前，最先进的：⽆分电器的电⼦点⽕系⼆、点⽕系的分类电机式：应⽤在摩托车及⼤型拖拉机上（1）按点⽕电源分：蓄电池式：应⽤⼴泛电感储能式：应⽤⼴泛（2）按存储能量的⽅式分类：电容储能式：赛车（3）按点⽕信号产⽣的⽅式分类磁感应式（电⼦点⽕系）霍⽿效应式光电式电磁振荡式三、汽车发动机对点⽕系的要求（1）迅速产⽣⾜以击穿⽕花塞间隙的⾼电压⽕花塞两电极之间的距离↑影响⽕花塞击穿电压⽓缸压⼒↓击穿电压↓的因素⽓缸中空⽓的温度↑（2）电⽕花应具备⾜够⾼的能量点⽕能量不⾜时，会使发动机启动困难，发动机的动⼒性下降，油耗和排污增加，甚⾄于发动机不能⼯作。
起动时，通常电⽕花⾄少应具有0.1焦⽿的能量，发动机正常⼯作时，电⽕花只要有0.01～0.05焦⽿的能量就可以点燃混合⽓。
（3）点⽕时刻应适应发动机的⼯况点⽕时刻由点⽕提前⾓表⽰。
当发动机的转速或负载发⽣变化时，可以通过点⽕提前机构进⾏⾃动调节。
转速↑点⽕提前⾓↑，负载↓第⼆节传统点⽕系的⼯作原理及个主要元件1传统点⽕系的组成传统点⽕系的组成由电源（蓄电池）、发电机（图中未画出）、点⽕开关、点⽕线圈、断电器、配电器、电容器、⽕花塞、⾼压导线、阻尼电阻等组成。
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。
电站燃气轮机燃烧室的工作原理与结构分析
电站燃气轮机燃烧室的工作原理与结构分析燃气轮机是一种利用燃气燃烧产生高温高压气体驱动涡轮转动，进而产生动力的装置。
燃气轮机是电站的重要设备之一，其燃烧室的工作原理和结构对于电站的运行效率和安全性有着重要影响。
一、燃气轮机燃烧室的工作原理：燃气轮机燃烧室的工作原理主要包括压气、混合、燃烧和排烟四个过程。
在压气过程中，进气压缩机将空气压缩至较高的压力，并通过喷嘴进入燃烧室。
高压空气在燃烧室中经过狭窄的进气道，形成剧烈的旋涡，增加燃烧室内部空气的混合程度。
混合过程中，燃气轮机通过喷嘴喷入燃烧器中的燃料与压缩空气充分混合，形成可燃混合气体。
混合气体的比例和均匀度对燃烧效率和排放性能具有重要影响。
燃烧过程中，混合气体在燃烧室内被点火燃烧，产生高温高压气体。
燃烧室内的温度和压力高度集中，碳氢化合物与氧气发生化学反应，释放出大量的热能。
排烟过程中，燃烧产生的废气通过排气管道排出，经过热交换器将废气中的热能回收利用，提高燃气轮机的效率。
二、燃气轮机燃烧室的结构分析：燃气轮机燃烧室的结构主要包括燃烧器、进气道、燃气轮机壳体等部分。
燃烧器是燃气轮机燃烧室的核心组件，用于混合和燃烧燃料。
燃烧器通常由喷嘴、燃料喷嘴、风道、燃气轨迹修正器等组成。
喷嘴用于喷注压缩空气和燃料，燃烧器内部的风道和燃气轨迹修正器用于增加空气与燃料的混合程度，形成均匀燃烧的环境。
进气道是连接燃烧器和压气机的通道。
进气道通过增加燃气轮机进气时的空气动力学特性，提高气流的流速和质量，保证充足的氧气供应量和混合气体的均匀度。
燃气轮机壳体是燃烧室的外围结构，主要用于固定压气机与燃气涡轮的位置，保护内部的燃烧室和喷嘴等部件。
燃气轮机壳体通常由静子和动子组成，静子是与转子共同构成活动环的固定部分，动子是与静子相对运动的部分，两者之间形成螺旋状的空气通道。
燃气轮机燃烧室的结构和排烟系统设计合理与否，直接影响着燃气轮机的效率和排放水平。
通过不断的工艺创新和技术改进，燃气轮机燃烧室的结构越来越精细和高效，大大提高了燃气轮机的运行性能。
燃气燃烧器工作原理
燃气燃烧器工作原理燃气燃烧器是一种常用的燃烧设备，广泛应用于工业生产和日常生活中。
它的主要作用是将燃气与空气混合后在燃烧室中进行燃烧，产生高温和热能。
本文将详细介绍燃气燃烧器的工作原理。
一、燃气燃烧器的基本结构燃气燃烧器的基本结构主要包括燃烧室、混合器、点火系统、燃料供应系统和控制系统等组成。
其中，燃烧室是燃烧器的核心部件，用于容纳并控制燃烧过程，混合器用于将燃气和空气按一定比例混合，点火系统用于点燃燃料混合物，燃料供应系统负责供应燃气或液化石油气，控制系统则对燃烧器的燃烧过程进行调节和控制。
二、燃气燃烧器的工作过程1. 空气供应：在燃气燃烧器工作之前，需要通过风扇或引风机将空气输送到混合器中。
空气在输送过程中经过过滤，去除杂质和污染物，以确保燃烧过程的纯净和稳定。
2. 燃气供应：燃气通过管道输送到燃烧器中，供应给混合器。
燃气在供应过程中经过减压阀控制其压力，并通过探测装置检测其流量和浓度。
燃气的流量和浓度达到设定值后，可以进入下一步骤。
3. 燃气与空气混合：燃气从供应系统进入混合器，与空气按一定比例混合。
混合器中通常采用喷嘴形状的构造，通过速度和压力的变化使得燃气和空气充分混合。
混合比例的调节可以通过控制燃气和空气的流量来实现。
4. 燃烧过程：经过混合后的燃料混合物进入燃烧室，这是燃烧器的关键部分。
燃烧室中有燃烧器头和燃烧器室两部分，燃料混合物在燃烧器头中点燃，并形成稳定的火焰。
燃烧室的设计和形状会影响燃烧的效果和热能的产生。
5. 热能输出：燃烧产生的高温气体通过燃烧室的出口排出，释放出的热能可以用于加热空气或水，供应工业生产或居民使用。
三、控制系统的作用燃气燃烧器的控制系统起着重要的作用。
通过传感器检测燃气和空气的流量、浓度和压力，控制系统可以实时监测和调节燃烧过程的稳定性。
当燃烧过程中出现异常情况时，控制系统可以发出警报信号，并自动停止燃烧器的工作，确保安全使用。
同时，控制系统还可以根据用户的需求设定温度、压力和燃气的供应量等参数，并自动调整燃气燃烧器的工作状态，以达到最佳的燃烧效果和能源利用效率。
(飞机)燃烧室
➢环管燃烧室
➢应用：用于轴流式压气机的发动机上 ➢优点：迎风面积小；出口燃气温度、压力比较均匀；火焰 筒可单独更换，检修容易。 ➢缺点：重量仍然较大，结构比较复杂，高空起动性能差。
➢环管燃烧室
➢环形燃烧室
➢这种燃烧室有一个火焰筒， 其形状完全是环形的，装在 内外机匣之间。 ➢由四个同心圆筒组成 ➢最内、最外的两个圆筒为 燃烧室的内、外壳体 ➢中间两个圆筒为火焰筒 ➢在火焰筒的头部装有一圈 旋流器和喷油嘴
➢燃烧室的设计要求
✓排气污染少 航发动机的污染表现为： 1）由于燃烧组织的不完善，特别是在富油时，排放大量 的CO直接造成对人类健康的危害。 2）局部富油时因缺氧，形成大量的微细碳粒，形成可见 黑烟雾，造成污染。 3）由于燃烧时温度较高，特别是在地面起飞状况时，容 易形成Nox类物质，对人类及其他生物危害也很大。 4）燃烧室工作时，特别是加力燃烧室在不稳定工作时产 生低频高分贝的强噪声污染。
➢燃烧室的设计要求
✓压力损失小 压力损失主要包括气流流动过程中由于摩擦、掺混、突
扩等造成的流阻损失，以及燃烧加热引起的热阻损失。这 些损失会使总压下降，影响发动机的推力和经济性。
根据造成损失的来源大致可分为四部分： 1)扩压器中由于扩压作用的流体损失。 2)火焰筒进气损失。从压气机经过增压的气流，以不同方 式不同功用分几股进入火焰筒。这些气流进气时大致都经 过摩擦、冲击、转弯及突扩等引起损失，特别是旋流器及 众多小孔引起的损失较为突出。
➢燃烧室的设计要求
✓寿命长 航燃烧室内火焰温度很高，火焰筒壁面经常受着高温燃气的 侵蚀。由于气流和火焰的紊流脉动，使火焰筒承受这交变的 高温燃气引起的热应力。
火焰筒经常产生裂纹、烧蚀、掉块、变形等故障。现代航 空发动机的燃烧室内，火焰筒都是用高性能的耐热钢板制成 的。为了防止过热、烧蚀和延长寿命，火焰筒壁面都采用了 有效的冷却措施，以保证在较长的寿命期内安全可靠地工作。
04燃烧室的基本原理及结构
04燃烧室的基本原理及结构燃烧室是内燃机中非常重要的部件，其基本原理是将燃料和空气混合并在一定条件下进行燃烧，产生高温高压气体，驱动活塞运动，从而带动发动机工作。
本文将详细介绍燃烧室的基本原理及结构。
燃烧室是内燃机中完成燃料燃烧的部分，其基本原理是利用燃料与空气的混合使燃料燃烧释放出热能。
通常使用的燃料有汽油、柴油、天然气等，而空气则是由空气滤清器进入，并与燃料混合后形成可燃混合气。
当混合气达到一定的压力和温度条件时，点火系统会引燃混合气，使其快速燃烧。
燃烧时产生的高温高压气体将推动活塞运动，转化为发动机的动力。
燃烧室的结构主要分为贯穿式燃烧室和环形燃烧室两种。
贯穿式燃烧室的特点是燃气从一个端口进入燃烧室，然后贯穿整个室内进行燃烧。
环形燃烧室则是将燃气分别从多个端口注入燃烧室中，在燃烧室内形成多个圆柱形燃烧室，每个燃烧室都有自己的点火器。
贯穿式燃烧室的结构一般包括进气口、燃气混合室、热化室和喷嘴。
进气口是燃气进入燃烧室的通道，通常设有节流装置，用于调节进气量。
燃气混合室用于将燃料和空气混合，通常设有喷油嘴和喷气嘴，用于喷入燃料和气体。
热化室是燃烧室内的燃烧区域，通过点火器将混合气点燃，使其燃烧，并产生高温高压气体。
喷嘴则是将燃气排出燃烧室的通道，将燃烧后产生的高温高压气体引出。
环形燃烧室的结构一般包括进气口、燃气室、燃气道和喷嘴。
进气口和喷嘴的作用同贯穿式燃烧室一样。
燃气室是将燃气从进气口引入，并在室内形成环形燃烧室的空间，同时还起到冷却燃气的作用。
燃气道则是将燃气从燃气室引入燃烧室，并通过点火器点燃燃气。
此外，环形燃烧室还可以根据需要设计多个圆形燃烧室，以提高燃烧效率和减少排放。
无论是贯穿式燃烧室还是环形燃烧室，其设计原则是追求高效率、低排放和可靠性。
在燃气混合方面，需要保证燃料和空气的充分混合，以提高燃烧效率。
在点火方面，需要保证点火系统的精准度和可靠性，以确保正常点火和可靠燃烧。
此外，在燃烧室排气方面，还需要考虑降低噪音和减少环境污染的因素。
第四章 第三节 燃烧室
根据混合气的形成方式及燃烧室的结 构特点，柴油机燃烧室可分为两大类： 统一型燃烧室和分隔式燃烧室。
一、统一型燃烧室
• 统一型燃烧室是由凹形的活塞顶和 汽缸盖底面所包围的单一内腔组成， 燃烧室容积几乎全部在活塞顶面上。 采用这种燃烧室时，燃油直接喷射到 燃烧室中，故又称直接喷射式燃烧室。
（1）结构：
1）由位于汽缸盖内的预燃室和活塞上方的 主燃烧室两部分组成，预燃室用耐热钢制 成单独零件装入缸盖内，其容积为燃烧室 总容积的25％～45％。 2）主、副燃烧室之间由若干个小通道相连， 通道不与预燃室相切； 3）采用轴针式喷油器，安装在预燃室上， 两者中心线重合。
（2）混和气形成与燃烧特点：
5）冷启动困难，低速性能差； 6）加速性能较差； 7）不适应大缸径柴油机。
二、分隔形燃烧室
分隔式燃烧室是把燃烧室的容积分 隔成两个部分，即主燃烧室和副燃烧 室，两者中间由通道连接。根据通道 结构的不同及形成涡流的差别，分隔 式燃烧室又可分为： • 涡流室式燃烧室及预燃室式燃烧室两 种。
•
1、预燃室式燃烧室
2、球形燃烧室：
（1）结构特点：
1）球形燃烧室位于活塞顶部中央，形状呈 球形，约3/4个球； 2）采用单孔或双孔喷油器，倾斜布置在汽 缸盖上； 3）燃烧室壁较薄，采用油冷却活塞背面； 4）采用螺旋进气道，组织进气涡流。
（2）混和气形成特点：
1）均匀油膜和火源的产生 2）油膜逐层蒸发，逐层被卷走， 连续燃烧，产生燃烧涡流； 3）工作柔和，燃烧完全； 4）对喷注要求较高；
1）利用压缩紊流先预燃； 2）利用强烈的燃烧涡流，促使混和气形 成和继续燃烧； 3）可以在较小的过量空气系数下工作； 4）可适应较大的转速范围及不同的燃料 品质；
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燃气收集器
❖在分管型和环管型燃烧室中，需要用燃 气收集器（又称燃气过渡段）把火焰简 出口的圆形截面过渡并转变为透平喷嘴 前的扇形截面。
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燃气收集器 ❖为了提高燃气收集器的工作可靠性，在
型面变化剧烈的地方，可以局部地开启
一些冷却小孔，使壁面获得冷却保护，
并适当减弱一些这个部位的刚度，以消 除一部分内应力。
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燃烧室的结构和型式
3、火焰筒
39
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燃烧室的结构和型式
4、旋流器
旋流器位于火焰筒的头部，大多为环状围绕燃料喷 嘴安装，可多个使用，也可以多个并列或同心组合应用， 以改善燃烧过程或缩短火焰长度。旋流器可使一次空气 沿火焰筒内壁作螺旋状的旋转运动，有的旋流器能把一 部分空气射入雾化油锥内，可以减少积炭。
14
02:50:48
燃烧过程和气流的组织
❖燃烧室中气流流动过程的组织 ❖燃烧区中燃料浓度场的组织 ❖燃烧区中可燃混合物的形成与
燃烧
15
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燃烧室中气流流动过程的组织
❖燃烧区中气流流动过程的组织 ❖混合区中二次掺冷空气与高温燃
气掺混过程的组织 ❖火焰筒壁冷却过程的组织
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7
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对燃烧室的基本要求
❖ 点火可靠,燃烧稳定
▪ 在各种工况，包括工况急剧变化的过程（过渡过 程）, 燃烧室应保证稳定燃烧，即不熄火，无燃 烧脉动。
空气过量系数α：燃烧时实际空气量 L与理论上需要的空气量L0的比值， 即α＝L／L0。
8
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对燃烧室的基本要求
❖ 燃烧完全
▪ 在燃气轮机的主要工况下，燃烧室应具有足够 高的完全燃烧程度和最小的散热损失。
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点火装置
❖ 点火装置的作用是在启动时向燃烧室提供初始 点火炬。当燃烧室主燃区能连续、稳定地燃烧 时，点火装置即停止工作。
❖ 点火设备要位于气体流速较低，油气浓度较合 适处，并要能提供足够的能量才能点着。
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❖ 电站燃气轮机常用的点火器
点火装置
（1）电火花塞点火器
燃气轮机燃烧室
❖燃烧室工作特点和要求
❖燃烧过程和气流的组织
❖燃烧室的结构和型式
❖燃烧室的变工况特性
❖气体燃料的燃烧技术
❖液体燃料的雾化和喷嘴
❖燃烧室的低NOx燃烧技术
4
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燃烧室工作特点和要求
❖燃烧室工作过程
5
02:50:48
燃烧室工作特点和要求
燃烧室的工作特点
1、燃烧室是一个在连续的、高速气流中及贫油混合气 情况下进行的燃烧过程；
第四章 燃烧室的原理和结构
1
02:50:48
燃烧室的原理和结构
❖燃烧室功用
燃烧室的功用就是把燃料中 的化学能经过燃烧释放出来，转 变为热能，使气体的总焓增大， 提高燃气在涡轮和尾喷管中膨胀 作功的能力。
2
02:50:48
燃气轮机燃烧室
❖ 燃气轮机的性能和可靠性与燃烧室有着密切的 关系。例如，
▪ 燃烧室出口局部温度过高会引起透平叶片的过热和 烧毁；
37
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燃烧室的结构和型式
3、火焰筒
火焰筒是燃烧室的核心构件。火焰筒筒体的结 构应保证合理进气与燃料混合，形成回流区，便于 点火和稳定燃烧。筒体壁面上设置一次空气和二次 空气射流孔。火焰筒受高温燃气辐射和对流换热的 影响，应注意筒壁的冷却问题和火焰简各组成部分 之间的热变形协调问题。
38
63
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28
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燃烧室中燃烧火焰的概况
29
02:50:48
燃烧室中燃烧火焰的概况
❖ 火焰筒内壁与火焰波峰之间的第一区段。在这 个区域内，充满了一次新鲜空气和燃料的混合
物，它不断地接受由火焰波峰传递过来的热量，
以及促使燃烧反应进行的活化分子的交换，从 而使可燃混合物逐渐进入着火状态。
30
02:50:48
温度不均匀系数：
11
02:50:48
对燃烧室的基本要求
❖ 尺寸小、质量轻
▪ 尽可能地提高燃烧热强度，以减小燃烧室的尺寸 和重量，以适应整台燃气轮机结构紧凑性的要求。
燃烧热强度：指在单位时间内、在单位体积的燃 烧空间中（或在单位面积的燃烧截面上），能够 释放出来的热量。
燃烧热强度
体积热强度 面积热强度
液体燃料的雾化
二、雾化质量的评定
1、雾化细度 a、质量中间直径MMD b、索太尔（Sauter）平均直径
2、雾化均匀度 3、雾化锥角
48
02:50:49
燃油喷嘴
1、直射式喷嘴 2、离心式喷嘴 3、气动雾化喷嘴（空气雾化喷嘴） 4、蒸发管式喷嘴 5、甩油盘式喷嘴
4902:50:49、直射式喷嘴▪ 燃烧的不稳定会导致熄火； ▪ 燃烧组织不好，会使燃烧过程的流动损失增加，燃
烧效率降低， ▪ 同时在火焰筒和透平叶片工作表面会产生积炭。火
焰筒壁面上积炭会使冷却变坏，造成过热变形甚至 开裂，透平叶片上积炭将使叶片的气动性能变坏， 降低了透平效率，并会影响转子的平衡，造成燃气 轮机的振动。
3
02:50:48
叶片式旋流器在结构上又分为：（a）平面旋流器； （b）径向旋流器；（c）包角旋流器
40
02:50:49
燃烧室的结构和型式
（a） 平面旋流器
41
02:50:49
燃烧室的结构和型式
（b） 径向旋流器
42
02:50:49
燃烧室的结构和型式
（c）包角旋流器
其特点是叶片在出口处的外径逐渐减小，即叶片径向高
度逐渐减小，使流出的旋转气流呈向内包的趋势，对燃
用43 重油较为有利。
02:50:49
液体燃料的雾化和喷嘴
❖液体燃料的雾化 ❖燃油喷嘴 ❖影响喷嘴喷雾特性的因素
44
02:50:49
45
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液体燃料的雾化
一、雾化机理
46
02:50:49
液体燃料的雾化
一、雾化机理
47
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12
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对燃烧室的基本要求
❖ 排气污染小
▪ 排气无黑烟，含NOx等有害成分少
13
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对燃烧室的基本要求
❖ 寿命长
▪ 燃烧室必须具有足够的刚度、强度和气密性，能承 受振动负荷。合理地组织燃烧，燃烧室的高温元件 冷却良好，避免火焰筒等高温元件局部过热、严重 变形、裂纹和积炭等，有助于燃烧室部件可靠性和 寿命的提高。目前，重型燃气轮机的翻修寿命要求 在20000～30000h。
24
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燃烧区中气流流动过程的组织
5、燃烧区中的气流流动
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燃烧区中燃料浓度场的组织 燃料的燃烧方式
{ 预混燃烧
气体的燃烧方式
扩散燃烧
液体的燃烧方式： 雾化燃烧
雾化 冷
蒸发 扩散混合
燃烧 掺
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燃烧区中燃料浓度场的组织
27
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燃烧室中燃烧火焰的概况
燃油喷嘴
50
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2、离心式喷嘴
燃油喷嘴
51
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燃油喷嘴
3、气动雾化喷嘴（空气雾化喷嘴）
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4、蒸发管式喷嘴 5、甩油盘式喷嘴
燃油喷嘴
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影响喷嘴喷雾特性的因素
1、喷嘴的结构特点 2、喷油压降 3、燃油物理性质 4、喷雾空间中气体介质参数
❖ 由于燃料的物理化学性能是影响点火性能的 主要因素，挥发性好的燃料点火容易，所以， 燃用重质燃料的燃烧室，点火时先用轻质燃 料，着火后再切换成重油。
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联焰管
❖ 在分管和环管燃烧室中装有联焰管，用来传递 火焰筒燃烧区之间的火焰，并均衡各火焰筒间 的压力。
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联焰管 ❖传焰管的轴向位置应设置在回流区直径
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燃烧室中二次掺冷空气与高温燃气的掺混
❖ 燃烧产物温度太高，温度场也不均匀，必须由二 次空气掺冷。火焰筒内外压差一般为0.01～ 0.02MPa，二次空气约占空气总流量的70％～85 ％，二次空气经混合射流孔进人的速度约为80－ 100m／s，一般在燃烧完成之后的区域射入火焰 筒，不宜过早或过于集中，以免使局部火焰温度 过低、燃烧不完全。在较后的区段内，掺冷空气 穿插深度需适当，才能掺混均匀使温度场均化， 所以火焰筒混合区的气孔开得也较大。
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燃烧室的结构和型式
2、扩压器
扩压器是由燃烧室内、外壳和火焰街头 部构成的一个扩压通道，用它来降低速度， 提高压力，保证燃烧的顺利进行和减少压力 损失ρ通常，在扩压器中需把压气机的出口 流速降低3～5倍。
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燃烧室的结构和型式
2、扩压器
扩压器是由燃烧室内、外壳和火焰街头 部构成的一个扩压通道，用它来降低速度， 提高压力，保证燃烧的顺利进行和减少压力 损失ρ通常，在扩压器中需把压气机的出口 流速降低3～5倍。
9
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对燃烧室的基本要求
❖ 压力损失小
▪ 工质流过燃烧室时，由于扩压、摩擦、分流、 掺混、倒流、热交换等，气体的总压必然下 降。流体阻力的大小与燃烧室的结构和加热 程度有关。
燃烧室的压力损失系数
10
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对燃烧室的基本要求