液体燃料燃烧性能综合实验

《液体燃料燃烧性能综合实验》

实验指导书

航空动力综合实践基地

2006年10月

液体燃料燃烧性能综合实验

1 实验目的

1）熟悉液体燃料综合燃烧性能试验设备的组成及原理；

2）观察双头部燃烧室火焰筒内火焰形状；

3）熟悉双头部燃烧室出口温度场和燃烧效率的测量方法。

2 实验内容及基本原理

实验内容主要分三部分：

1、双头部旋流杯燃烧室点火和熄火试验；

2、双头部旋流杯燃烧室燃烧效率试验；

3、双头部旋流杯燃烧室出口温度场试验。

基本原理如下：

1、点火性能和熄火性能对燃气轮机的可靠起动和稳定工作至关重要。双头部燃烧室试验件的结构、燃油与空气的混合方式与目前实际应用的主流燃气轮机燃烧室结构相同，燃烧室主燃区稳火方式采用双旋流器加主燃孔的方式。点火试验在一定的空气流量下首先对其中之一的燃烧室供油，然后点火，如点火不成功，逐渐加大供油量，直到点燃。燃烧室点燃后，开始向另一个燃烧室供油，点燃该燃烧室，至此，点火试验成功；熄火试验的原理是在燃烧室稳定工作状态下，逐渐减少供油量，当主燃区回流的高温燃气提供的热量小于新鲜混气着火要求的热量时，火焰就会熄灭，此时的油气比就是贫油熄火油气比。

2、燃烧效率试验采用燃气分析法，在燃烧室稳定工作状态下，采用水冷采样感头采集燃烧室出口燃气样气，利用9000B型燃气分析仪测出燃气样气中的CO（一氧化碳）和UHC（未燃碳氢）体积浓度值，通过换算得到燃烧效率。

3、出口温度分布采用电偶耙子固定在一维位移机构上，电偶耙子上分布7根电偶，通过位移机构的一维等间距移动，就可以给出燃烧室出口二维温度分布，采集到的出口温度分布数据通过数据处理软件给出燃烧室出口温度分布云图。

3 实验使用的仪器设备及实验装置

液雾燃烧综合实验台主要由双头部燃烧室、供气装置、供油装置、点火装置、测试装置和总控制台组成。其中，测试装置不仅可以对出口燃气组成进行测试还可以通过更换电偶耙子测试燃烧室出口温度分布。总控制台控制燃油流量、空气流量、点火、以及实验数据的分析处理。双头部燃烧室采用双旋流器加主燃孔稳定火焰，旋流器可以更换，主燃孔、掺混孔大小可调。进入燃烧室的空气由罗兹风机提供，燃油系统采用挤压式供油方式，排气分析仪采用9000B便携式红外线汽车排气分析仪。试验系统的原理简图如下所示：

4 具体实验步骤

1、检查各系统是否工作正常以确保实验顺利进行，内容包括油路的气瓶压力、气路调节的旁路阀、

点火电咀、工控采集以及冷却水路；

2、检查试验设定的油、气参数，检查通过后，开启风机供气；

3、首先进行点火试验，通过双头部燃烧室侧壁安装的玻璃窗观察点火电咀在高压下放电产生的火球

形状。点火实验时，在一定的空气流量下，开始供油并点火，逐渐加大供油量，直到点燃，成功点着时的油气比即为该进口气流参数下的点火油气比；熄火试验是在燃烧室稳定工况下，逐渐减小供油量，直到双头部燃烧室火焰熄灭，即可得到熄火油气比。

4、出口温度分布的测量，通过位移机构移动温度耙子，按程序预设的步进距离，每移动一步，采集

一次温度数据，当从燃烧室出口一侧移动到另一侧，即可得到出口燃气温度的二维分布。

5、燃烧效率的测量，在燃烧室设计点稳定工作状态下，通过水冷采样感头取得燃烧室出口燃气样气，

采用9000B型燃气分析仪分析燃气中的CO及UHC成分，获得燃烧效率。

6、实验完毕后，先保证油路的切断，然后关闭风机停止供气，数据处理分析完成后，切断操纵台的

供电，最后检查各系统安全。

5 实验准备及预习要求

1、预习液体燃料燃烧综合性能实验原理。

2、复习航空燃气轮机燃烧室的结构组成和主要性能参数，包括点火熄火性能、燃烧效率、以及出口

温度分布。

6、思考题

1）简述燃烧室点火原理，压力、温度和气流速度对点火的影响？

2）出口温度分布的指标定义及种类？

3）燃烧效率的测试方法种类及特点？

7 实验报告内容及格式

1、实验目的

2、实验内容

3、实验装置(实验系统简图)

4、实验原理

5、实验步骤

6、思考题