(飞机)燃烧室
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衡量燃烧完全程度， 常用燃烧完全系数和 燃烧效率来表示。
➢燃烧室的设计要求
ຫໍສະໝຸດ Baidu
✓燃烧室出口温度场符合要求
燃烧室出口的燃气流向涡轮叶片，考虑到高速旋转
的涡轮叶片承受力已很大，再加上高温气流的冲击，
工作条件十分恶劣，于是要求燃烧室出口气流温度场
符合涡轮叶片高温强度的要求，不要有局部过热点，
以保证涡轮的正常工作和寿命。
度、速度范围内都能稳定燃烧，不被吹熄
设混气速度为v，火焰传播速度为u： u=v，火焰稳定不动 u>v，回火 u<v，吹熄
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 燃烧室内火焰的稳定 v：从发动机压气机来的空气以高达 170 米/秒的速
度进入燃烧室。 u：煤油和空气混合物在化学恰当比下的湍流火焰
传播速度一般只有每秒几米。 所以，为了稳定燃烧，所以必须想法： 降低空气的流速 提高火焰的传播速度 以保证能达到稳定燃烧的条件。
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 提高火焰的传播速度 促使燃料迅速汽化: 燃油被撕碎成微小的
油珠，使油珠汽化。 油滴直径越小，说明燃油汽化的质量越高； 燃料汽化速度越快，火焰传播速度越快。
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 燃烧稳定性（熄火特性）：是指在宽广的工作范围内平
稳燃烧和火焰保持在燃着状态的能力。就任一具体燃烧室 而言，都有空气/燃油比的富油极限和贫油极限，超出这些 极限火焰就会熄灭 。
点火过程有贫油和 富油极限，由于在点火 起动冷状态下建立燃烧 比发动机正常工作状态 下燃烧要困难得多，所 以，点火包线在稳定包 线以内。
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 燃烧稳定性曲线
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧完全 从经济性考虑，希望供入燃烧室的燃料能完全燃烧，使
化学能尽可能的完全释放出来，转变为热能，并用于加 热工质。
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 为了比较点火性能的好坏，常用在一定的进口气流参数下，
燃烧室能够实现可靠点火的富油极限及贫油极限的范围大小 来表示。
点火特性线：在一定进气条件下，可靠点火的混气浓度范 围所形成的点火包线。
飞行高度增 加，稳定燃 烧范围变窄
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 要求燃烧室在点燃以后，必须在规定的全部飞行高
➢轴流式压气机 ✓轴流式压气机结构
第二章 燃烧室
➢燃烧室工作原理 ➢燃烧室的基本结构类型 ➢燃烧室基本组成部件 ➢燃烧室的冷却 ➢燃烧室排放污染
1.燃烧室工作原理
➢作用
将燃油中的化学能转化为热能， 把压气机增压后的空气 加热到涡轮前允许温度，以便流向涡轮膨胀做功。
➢重要性 ➢燃烧室的工作环境
一个好的燃烧室必须 在这些参数变化范围宽 广的状况下保持正常工 作，至少不能熄火，以 便保证发动机能发出推 力，飞机能安全飞行。
➢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。
目前达到的高度为8-9km，采取补氧等措施后可达12-13km。
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 • 点火高度：是评定飞机或发动机的一个性能指标。 一般在地面工作时，由于大气压力和温度较高，点火起
动比较容易。但是，在冬天，特别是发动机在高空熄火而 需要再点火时，发动机处于风车状态(即此时飞机靠惯性仍 在飞行，气流进入发动机内吹动压气机旋转)，压气机出口 气流速度很大，而这时大气压力和温度又很低，耍实现可 靠地点火就很困难，而且飞机无动力滑翔，处于危险状况。
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 ✓燃烧稳定 ✓燃烧完全 ✓出口温度场符合要求 ✓压力损失小 ✓尺寸小、重量轻 ✓排气污染少 ✓寿命长
➢基本参数 ✓油气比 燃烧室燃油流量 / 燃烧室空气流量
➢基本参数 ✓余气系数 进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量 完全燃烧所需要的理论空气量之比。
理论空气量 理论空气量是一公斤燃油完
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 降低空气的流速 扩压器：降速扩压， 将气流速度一般可降到30~40m/s 回流区：降低燃烧室内局部区域气流速度，在燃烧室 内形成轴向速度较低的区域 如，气体流过钝体
或旋流器（涡流发生器）
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 降低空气的流速 回流区： 分股进气 第一股由燃烧室的头部经过旋流器进入, 占总进气量 的20％左右,其功用是与燃油混合, 组成余气系数等于1 的混合气, 进行燃烧。 第二股由火焰筒侧壁上开的小孔及缝隙进入燃烧室, 占总进气量的75％左右,其功用是: 进行补充燃烧;与燃 气进行掺混,降低燃气的温度, 控制燃烧室出口处的温度 分布, 以满足涡轮对温度的要求.
➢概述
复习
✓作用
✓分类：结构，原理，特点
➢离心式压气机
✓离心式压气机原理（叶轮；扩压器）
✓离心式压气机结构：进气装置；叶轮（导风轮；类 型）；扩压器（类型）；集气管
➢轴流式压气机
✓轴流式压气机原理（转子；静子）
•平面叶栅的基本参数、位置参数、气动参数
•轴流式压气机的特点
•轴流式压气机喘振：防喘结构
复习
全燃烧所需要的最少空气量。 对于航空煤油,理论空气量为: 14.7公斤空气／公斤燃油
➢基本参数 ✓当量比 实际燃料和理论燃料量之比
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 •影响点火可靠的三个参数：油气比、余气系数和当量比 •能在进口±50℃范围内实现良好的地面起动 •高空熄火后能够再点火，保证安全 点火高度：飞机在空中熄火后，重新可靠启动的高度 发动机的点火高度是评定飞机或发动机的一个性能指标，
燃烧室出口温度分布的衡量指标：
1）燃烧室出口温度分布系数
OTDF Tt4max Tt4 Tt4 Tt3
2）燃烧室出口径向温度分布系数
RTDF Tt4r max Tt4 Tt4 Tt3
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧室出口温度场符合要求 出口温度场分布要求： 1）火焰除点火过程的短暂时间外，不得伸出燃烧室； 2）沿涡轮进口环形通道的圆周方向，温度尽可能均匀，要 求OTDF＜0.2，RTDF=0.08-0.12。 3）沿叶高（径向）温度分布 应符合中间高两端低的要求 -----等强度原则。
➢燃烧室的设计要求
ຫໍສະໝຸດ Baidu
✓燃烧室出口温度场符合要求
燃烧室出口的燃气流向涡轮叶片，考虑到高速旋转
的涡轮叶片承受力已很大，再加上高温气流的冲击，
工作条件十分恶劣，于是要求燃烧室出口气流温度场
符合涡轮叶片高温强度的要求，不要有局部过热点，
以保证涡轮的正常工作和寿命。
度、速度范围内都能稳定燃烧，不被吹熄
设混气速度为v，火焰传播速度为u： u=v，火焰稳定不动 u>v，回火 u<v，吹熄
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 燃烧室内火焰的稳定 v：从发动机压气机来的空气以高达 170 米/秒的速
度进入燃烧室。 u：煤油和空气混合物在化学恰当比下的湍流火焰
传播速度一般只有每秒几米。 所以，为了稳定燃烧，所以必须想法： 降低空气的流速 提高火焰的传播速度 以保证能达到稳定燃烧的条件。
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 提高火焰的传播速度 促使燃料迅速汽化: 燃油被撕碎成微小的
油珠，使油珠汽化。 油滴直径越小，说明燃油汽化的质量越高； 燃料汽化速度越快，火焰传播速度越快。
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 燃烧稳定性（熄火特性）：是指在宽广的工作范围内平
稳燃烧和火焰保持在燃着状态的能力。就任一具体燃烧室 而言，都有空气/燃油比的富油极限和贫油极限，超出这些 极限火焰就会熄灭 。
点火过程有贫油和 富油极限，由于在点火 起动冷状态下建立燃烧 比发动机正常工作状态 下燃烧要困难得多，所 以，点火包线在稳定包 线以内。
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 燃烧稳定性曲线
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧完全 从经济性考虑，希望供入燃烧室的燃料能完全燃烧，使
化学能尽可能的完全释放出来，转变为热能，并用于加 热工质。
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 为了比较点火性能的好坏，常用在一定的进口气流参数下，
燃烧室能够实现可靠点火的富油极限及贫油极限的范围大小 来表示。
点火特性线：在一定进气条件下，可靠点火的混气浓度范 围所形成的点火包线。
飞行高度增 加，稳定燃 烧范围变窄
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 要求燃烧室在点燃以后，必须在规定的全部飞行高
➢轴流式压气机 ✓轴流式压气机结构
第二章 燃烧室
➢燃烧室工作原理 ➢燃烧室的基本结构类型 ➢燃烧室基本组成部件 ➢燃烧室的冷却 ➢燃烧室排放污染
1.燃烧室工作原理
➢作用
将燃油中的化学能转化为热能， 把压气机增压后的空气 加热到涡轮前允许温度，以便流向涡轮膨胀做功。
➢重要性 ➢燃烧室的工作环境
一个好的燃烧室必须 在这些参数变化范围宽 广的状况下保持正常工 作，至少不能熄火，以 便保证发动机能发出推 力，飞机能安全飞行。
➢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。
目前达到的高度为8-9km，采取补氧等措施后可达12-13km。
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 • 点火高度：是评定飞机或发动机的一个性能指标。 一般在地面工作时，由于大气压力和温度较高，点火起
动比较容易。但是，在冬天，特别是发动机在高空熄火而 需要再点火时，发动机处于风车状态(即此时飞机靠惯性仍 在飞行，气流进入发动机内吹动压气机旋转)，压气机出口 气流速度很大，而这时大气压力和温度又很低，耍实现可 靠地点火就很困难，而且飞机无动力滑翔，处于危险状况。
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 ✓燃烧稳定 ✓燃烧完全 ✓出口温度场符合要求 ✓压力损失小 ✓尺寸小、重量轻 ✓排气污染少 ✓寿命长
➢基本参数 ✓油气比 燃烧室燃油流量 / 燃烧室空气流量
➢基本参数 ✓余气系数 进入燃烧室的空气流量与进入燃烧室的燃油流量 完全燃烧所需要的理论空气量之比。
理论空气量 理论空气量是一公斤燃油完
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 降低空气的流速 扩压器：降速扩压， 将气流速度一般可降到30~40m/s 回流区：降低燃烧室内局部区域气流速度，在燃烧室 内形成轴向速度较低的区域 如，气体流过钝体
或旋流器（涡流发生器）
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧稳定 降低空气的流速 回流区： 分股进气 第一股由燃烧室的头部经过旋流器进入, 占总进气量 的20％左右,其功用是与燃油混合, 组成余气系数等于1 的混合气, 进行燃烧。 第二股由火焰筒侧壁上开的小孔及缝隙进入燃烧室, 占总进气量的75％左右,其功用是: 进行补充燃烧;与燃 气进行掺混,降低燃气的温度, 控制燃烧室出口处的温度 分布, 以满足涡轮对温度的要求.
➢概述
复习
✓作用
✓分类：结构，原理，特点
➢离心式压气机
✓离心式压气机原理（叶轮；扩压器）
✓离心式压气机结构：进气装置；叶轮（导风轮；类 型）；扩压器（类型）；集气管
➢轴流式压气机
✓轴流式压气机原理（转子；静子）
•平面叶栅的基本参数、位置参数、气动参数
•轴流式压气机的特点
•轴流式压气机喘振：防喘结构
复习
全燃烧所需要的最少空气量。 对于航空煤油,理论空气量为: 14.7公斤空气／公斤燃油
➢基本参数 ✓当量比 实际燃料和理论燃料量之比
➢燃烧室的设计要求
✓点火可靠 •影响点火可靠的三个参数：油气比、余气系数和当量比 •能在进口±50℃范围内实现良好的地面起动 •高空熄火后能够再点火，保证安全 点火高度：飞机在空中熄火后，重新可靠启动的高度 发动机的点火高度是评定飞机或发动机的一个性能指标，
燃烧室出口温度分布的衡量指标：
1）燃烧室出口温度分布系数
OTDF Tt4max Tt4 Tt4 Tt3
2）燃烧室出口径向温度分布系数
RTDF Tt4r max Tt4 Tt4 Tt3
➢燃烧室的设计要求
✓燃烧室出口温度场符合要求 出口温度场分布要求： 1）火焰除点火过程的短暂时间外，不得伸出燃烧室； 2）沿涡轮进口环形通道的圆周方向，温度尽可能均匀，要 求OTDF＜0.2，RTDF=0.08-0.12。 3）沿叶高（径向）温度分布 应符合中间高两端低的要求 -----等强度原则。