燃烧室出口温场部件试验与发动机试车结果比较

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1、?年航空发 动机第欺燃烧室出口温场部件试验与 发动机试车结果比较刘庆 国!沈阳航空发动机 研究所,?# 摘要%文中通过对比结果与分析表明,燃烧室出口温场部件试验结果与发动机试车结果墓本一致,如 温度径向分布剖面与犷6./0 : 二+ ?余气系数。二/.? 2/./试验结果/./.?温场品质指标模拟4,转 速下温场参数和 品质如下%几二?0+ + ,铭%6?+ 孺= 、6?/ #? ()二.?& ()二.? /././温度径向分布剖面沿周向平均了的温度径向分布剖面数据见表?。/./.周向局部高温区确定高于? 的区域为高温区。表/给出了高温区所在周向位置。温度分布绝对分布 + =,表?环?22径向

2、分布剖面沮度 ?/坏?00环?/+ ?+环?/#?#环?2?相对分布!几/? ! + =/? .?. /?. ? ?.#?.?00 表/高温区沿周向分布区区域编号号? ? ?/ / /+ + +# # #2 2 2? ? ?0 0 0测测量位置编号号2一 一 0 0 0? 一 ?+ + +2 2 2 0 0 0+一+ #/ / /#2 2 2区区域周向位置度度# ?一 ? 一+ 2?一 0? ? ?/?一/? / ?一/# # #/ ? 一/ # # # 一 ? ? ? / ? 一 最最高温度,? 2 ? ?# # #? / ? ?+ ?+/# # #? ? ? ?/ / /从表/可见,高温区

3、位于/ ?一 0? 范 围内,其余圆周角度范围 内不存在高温区,只有少量点温度高于?/#。/./.+一个大面积的低温区从表/可见,圆周角0 ?一/? 范围内,分布着一个大面积的低温区。区域内,其间只有少量的温度高于?/#的点。/./.#温度分布均匀性仅用上述 ( )和& ()表 征温场不均匀程度是不够的。本文参照 误 差理论进一步引入了表征温 度分布不均匀 程度的两 个参数%场温度数据离散度和环 区 温度数据离散度。模拟4,转速下温场数据离散度统计分析结果见表 。?年航空发动机第期表 温度数据离散度位位置置第?环环第/环环第 环环第+环环第#环环全温场场模模模爪,?2 2 2 2?00 0 0

4、?/+ ? ? ?/#? ? ? ?2? ? ? ?0+ + + 拟拟拟拟拟拟拟拟9 9 9 9 94 4 4 几,2# # #2? ? ?20 0 0? ? ? ? ? # # #占占占+ ,?.0 0 00.0 0 00.? ? ?0.?#.? .+ + +模模模爪,+? ? ?+ ? ? ?+?# # #? ? ?+2+ + +? + + +拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟拟4 4 4 . ,2?,0 0 02#. 2+.? ? ? ? ?.0 0 0?2+ + +0 0 0 0 0 几,/.+ + +?0./ / /?./ / /?0

5、.? ? ?/.+ + +/?.? ? ?发动机试车燃烧室出口温场测量.?测量方法简介于研究型发动机燃烧室出口!涡轮第?级导向叶片进口测量了温度场。测量是采 用安装在涡轮一级导向叶片上的铂锗 ? 一铂热 电偶进行的,每支导向叶片上安装#支热电偶,即#个 测点。测 点按等环 面积方式分布。每台发动机有+/个 一级涡轮导向叶片,则整个温场共有测点/? 个。第?级导向叶片装配编号如下%从顶部!少起为第?号,前视顺时针排列,直到第+/号。测量位置编号与装配编号起始位置相错?号,即第/号叶片处为第?号测量位置,亦按前视顺时针排列,如此,最后一个测量位置即第+/号 测量位置在第?号叶片处。./测量结果在发

6、动机 上 测量了一系列 状 态 下的燃烧室出口温场,下面给出了具有代表性 的几个转速状态下的温场测量结果。./.?温场品质指标4,转速状态下温场参数和 品质如下%吼,6? ?0 ?森= 二6?#?0嵘3 6?/2?( )6.+ & ( )6.?此时,燃烧室进口温度犷6+ 4%转速下测得温场的 ( )值为.+? 0,& ( )值为.?0。././温度径向分布剖面沿圆周方向平均 了的温度径向分布见 表+。从表+和表?对比可见,温度径向分布峰值位置也在第+环,与部件试验所得结果 相近。表+出口场径向分布剖面温度温温度分布布?环环/环环环环+环环#环环绝绝对分布鑫。,?/ / /? ?+ + +?/+

7、 ?/2? ? ? ?/ 0 0 0相相”“乐拐 .?/#+ + +?. 0? ? ?.+/2 2 2?. #? ? ? ?.?2 # # #./.局部高温 区区。高温 区沿周向分布见表#。同样,温度高于? 的区域称为高温?年航空发动机第 期表#高温区沿周向分布区区域编号号? ? ?/ / / + + +# # #2 2 2? ? ?0 0 0? ? ? 测测量位置编号号/ 一 # 一2 2 2? ? ?+ + +? ? ?/ / 2 2 2/0 一 ? ? ?+ + + 2一+/ / /区区域周向位置度度? 一 ?一# # #? 一0? ? ? ?#一 ?/+ + + ?+/一 ?# ? 一

8、 / / / /卜0一”2 2 2/ 2一/2 ? ? ? /0?一/ ?# # # #一+ + +最最高温度,?+ + + +?+? ? ? ?#?0 0 0? ?/ / /? /? ? ? ? ? ? ? ?+?0 0 0?+ + +?+ 从表#可见,高温区多位于? 一 0? 的存在。燃烧室 出口有如此大面 积 的 低温区存范围内,即上半部略偏一点,其余区域中只间在应认为是不理 想的。或有少量的狭小的温度略高于? 的高温 ./,#温度分布均匀性区存在。三个转速状态下所得温场的温度分布均./.+较大面积的低温区匀程 度,也同样可用数理统计方法给出的温度从表#可见,圆周角0 ?一? 范围内存数

9、据离散度来表 征。统计计算结果列 于表2一在一较大的低 温区,在此区中,大部分点 温度表0。低于?/,只间或有狭小的较高的温度区域表24,转速状态下出口温度数据离散度位位置置第?环环第/环环第 环环第+环环第#环环全温场场发发发几,?/ / /?+ + +?/+ ?/ 2? ? ?/0 0 0?0? ? ? 动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动 机机机偏,?/ ? ? ?2 2 2?/ / /?+ ? ? ? ? 试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试 车车车叔扁,?0.+ + +?+. ?/.2 2 2?.0 0 0?.?.2 2 2表?

10、4%转速状态下出口温度数据离散度位位置置第?环环第/环环第 环环第+环环第#环环全温场场发发发几,? ?# # #?/ ?/0+ + +?/? ?+2 2 2?/ 2 2 2 动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动 机机机 + ,?/ 2 2 2? ? ? ? ?# # #?+ ? ? ?+# # # 试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试 车车车占嘛,?0.? ? ? .? ? ?/.+ + +? .# # #/.?0.# # #表04转速状态下出口温度数据离散度位位置置第?环环第/环环第 环环第+环环第#环环全温场场发发发几,+2

11、 # / / /#0 0 0# #/ / /+ ? ? ?#/ 动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动动 机机机二.,0 0/ / /0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试试车车车“/+./ / /?.0 0 0?0.0 0 0/.0 0 0/0.# # #/+.2?年航空发动机第 斯+,两种方法测得的燃烧 室出口温场比分布在 圆周角/? 一0 ?。范 围内,较/ 都有一个面 积较大的低 温区,且 位 置+.?温场指标一基本一致。发动机试车温场的大面 积低温区部件试验和发动机试车结 果给 出的温场位于圆

12、周角0 ?一 ? 范围内,部件试验温场品质比较见表?。的低温区位于圆周角0 ?一/? 范围 内。从表中数据可见,部件试验结果与发动机+.+温度分布均匀性试车结 果相比较,& ( )值 互相接近,而从上面提 及 的4转速试车和模拟4,转 ( )值较低,相 同或接近状态 下,发动机试速部件试验的温场数据可见,在场平均温度接车 ( )值约为部件试验的 ()值的?.近相同情况 下,部件试验温场 中高温点的温度一?.#倍。绝对水平较低,整个 温场中,?+ 以上的高+./温度径向分布剖面温点仅有+个,约 占总测 点数 个的?.+ 。从表?和表+可 见,两种试验得 到的温度而发动机试车温场中,?+以上的高温

13、点有径向分布剖面是互相接近的,峰值均处在第四? ?个,占总测点数? 个的#.0 。环。将表和表2 一表0所列数据以对比的形+.局部高温 区沿周 向分布式摘录列于表? ,可以看到,相同或接近状态从表/和表#可见%下,部件试验温场的温度数据离散度!不均匀 局部高温区位置沿周 向分 布基本一度要低于发动机试车温场的温度数据离散度致。发动机试车温场的高温 区 主要分布在 圆!不均匀度。周角? 一 0? 范围内,部件试验温场高温区表?温场品质比较序序号号试验类型型 ( ) ) )& ( ) ) )? ? ? ? ?部件试验!模拟4%几6?0 +,.? ? ?.? / / / / /部件试验!模拟4 +

14、,6+? +,.22 2 2 2.?/ / /4转速试车 + =二?0?,.+ .? + + + + +从转速试车 + =“?/ 2,.+ ?0 0 0. ?0 0 0# # # # #4转速试车二二# /,.0+ .?/ / /表? 温度数据离散度对比试试验类型型认,. =,占二。,4 4 4%转速试车车? ?0? ? ? ? ? ?.2 2 24 4 4 转速试车车#/ ? ? ?/+.2 2 2部部件试验!模4% ?0+ + +? # # #? .+ + +部部件试验!模4 +?+ + +?2.+ + +/?.?年航空发动机第期造成上述现象的原因可能有%? 模拟试验条件下的燃烧室进口均匀流场与实际的发动机 工作条件下 的燃烧室进口流场有差别,即实际燃烧室进口流场是不均匀的。/ 在发动机工作的高压条件下,燃油雾化、油滴运动和蒸发、油滴和燃油蒸气燃烧等过程以及燃油总管的流 量分布

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