液体中心式气液同轴离心式喷嘴火焰振荡特性

• 作者: 白晓 李清廉 成鹏 曹鹏进
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 火焰振荡 自激振荡 缩进 流动模态 液体中心式气液同轴离心式喷嘴
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 燃烧 传热 传质|Combustion, Heat and Mass Transfer
• 页码范围: 1593-1605
• 页数: 13页
• 分类号: V434
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200512

摘要

气液同轴离心式喷嘴在特定的结构和工况下极易发生自激振荡,为了探究自激振荡对燃烧过程的影响,针对液体中心式气液同轴离心式喷嘴,开展了氧气和酒精的可视化燃烧试验研究.基于非接触光学观测方法同步获得了喷雾与火焰的动态结构,研究了缩进长度及喷注工况对火焰的动态特性、自激振荡特性以及燃烧效率的影响.研究发现,随着喷嘴缩进长度的增加,火焰从稳态转变为自激振荡状态.稳态燃烧时,火焰具有明显的锥形分布特征,火焰主要分布于锥形液膜表面、喷嘴出口回流区以及喷雾与燃烧室壁面的撞击区域.对于振荡火焰,当缩进长度较小时,火焰附着于喷注面板上且主要发生径向振荡;而当缩进长度增大到一定程度后,火焰周期性地附着并远离喷注面板且由纵向振荡主导.火焰振荡模式的转变是由自激振荡喷雾结构的变化引起的.基于已建立的理论分析模型,深入分析了火焰自激振荡与缩进室内部流动模态的关系.火焰振荡与喷雾自激振荡强弱同步,且当缩进室内部流动处于临界流动状态时最强.此外,研究发现,稳态燃烧时的燃烧效率大于振荡燃烧状态下的燃烧效率,喷嘴缩进可适当提高燃烧效率.