分級進風燃燒室

燃燒室是燃料或推進劑在其中燃燒生成高溫燃氣的裝置，是一種用耐高溫合金材料製作的燃燒設備。

分級進風燃燒室是指對進風進行控制的燃燒室。空氣分為同軸的一次風和二次風。一次風攜帶固體顆粒從內環形通道進入燃燒室內，二次風則通過外環形通道進入燃燒室。

基本介紹

• 中文名：分級進風燃燒室
• 外文名：A staged air combustion chamber 
• 一級學科：工程技術
• 二級學科：熱力工程
• 燃燒室：燃料燃燒生成高溫燃氣的裝置
• 特點：分級進風

燃燒室

燃燒室是燃料或推進劑在其中燃燒生成高溫燃氣的裝置，是一種用耐高溫合金材料製作的燃燒設備。活塞到達上止點後其頂部與汽缸蓋之間的空間，燃料即在此室燃燒。它是燃氣渦輪發動機、衝壓發動機、火箭發動機的重要部件。它由擴壓器、燃燒室殼體、火焰筒、燃料噴嘴、點火裝置構成。

在燃燒物理學中有四種守恆方程，即總質量守恆、動量守恆、能量守恆及組分守恆方程。

分級燃燒

分級燃燒作為一種低燃燒技術，其研究與套用得到越來越多的重視。在各種工業煤粉燃燒器和燃燒室的設計中，採用分級燃燒技術以控制和降低燃燒過程中的生成與排放正日益增多。為了有效地利用分級燃燒技術，達到高效燃燒和低排放的目的，通過實驗測量詳細了解分級燃燒過程中氣固兩相速度場及其湍流脈動特性等各種物理量場的分布是很有必要的。

三維雷射粒子動態分析儀（PDA）是一種非接觸式的流場光學測量儀器.它不僅可以測量顆粒或示蹤粒子的瞬時速度，還可以同時獲得粒徑的信息，並具有較高的測量精度和空間解析度，因而尤其適用於各種含顆粒的多相流動的測量。

分級進風燃燒室簡介

如圖所示為圓柱形分級進風燃燒室。在燃燒室進口處，空氣分為同軸的一次風和二次風。一次風攜帶固體顆粒或示蹤粒子從內環形通道進入燃燒室內，二次風則通過外環形通道進入燃燒室，氣體燃料通過與內外環形通道同軸的中心管噴入燃燒室內。燃燒室垂直向上布置，中心燃料管、一次風管、二次風管和燃燒室的內直徑依次為8 mm、40 mm、58 mm和160 mm，外直徑依次為14 mm、44 mm、68 mm和236 mm，燃燒室長度為1000 mm。燃燒室的圓筒壁內襯有35 mm厚的耐火層。

分級進風燃燒室

分級進風燃燒室內湍流燃燒特點

關於分級進氣燃燒室內湍流燃燒的氣體瞬時速度場和平均溫度場與組分濃度場的結論如下：

（1）氣體軸向速度和切向速度在燃燒室中心區域較高，近壁區域較低，壁面附近出現了回流。在下游截面上，氣體軸向速度分布趨於平緩，而氣體切向速度則衰減到較低的數值。

（2）氣體軸向脈動速度均方根值在燃燒室中心區域較高，近壁區域較低。氣體切向脈動速度均方根值不僅在中心區域較高，而且在近壁區域也較高。在下游截面處，氣體軸向脈動速度均方根值仍具有相對較大的數值，而切向脈動速度均方根值則比上游截面處有所降低。燃燒室內氣體湍流脈動的各向異性在上游截面處較為明顯，在下游截面處受到削弱。

（3）氣休軸向一切向脈動速度關聯量絕對值在下游截面處明顯大於上游截面處。在下游截面上，氣體軸向一切向脈動速度關聯量的絕對值在中心區域較大，而在近壁區域較小。

（4）在燃燒室前部，氣體溫度和二氧化碳濃度在中心區域較高，近壁區域較低，氧氣濃度在中心區域較低，近壁區域較高，中心嫩燒反應區內的一氧化碳濃度也較高。隨著分級燃燒的進行，下游截面處氣體溫度和各組分濃度分布逐漸趨於均勻，一氧化碳濃度則逐漸下降。

（5）在燃燒室前部，中心燃燒反應區內的NO濃度較高，近壁區的NO濃度則較低，NO濃度分布的峰值位於氧氣濃度徑向梯度較大的位置處。在下游截面上，NO濃度逐漸降低，分布趨於均勻。