燃油噴嘴高壓高溫霧化特性平面激光測量系統

　　液体燃料的雾化和蒸发对航空发动机燃烧室研制是一个至关重要的过程，而雾化又是蒸发的基础未来先进航空发动机燃烧室的发展趋势，对于军机是高温升乃至超高温升燃烧，对于民机是低污染燃烧，这都对燃烧室内设计提出了新的挑战和要求其中影响燃烧性能的最为关键的因素之一是燃油雾化进程，其对地面起动点火、高空再点火、燃烧稳定性、污染物排放和出口温度散布等燃烧室关键性能有决定性的影响

　　当前，国产商用大飞机和下一代军用航空发动机对组合式空气喷嘴提出了需求，而国内缺少模拟发动机燃烧室内高压高温环境的雾化实验台，研究所具有国内唯一的雾化特性平面测量平台，但只在常温常压燃烧室内展开了大量研究，急需提高雾化特性平面激光成像测试技术在发动机燃烧室内的运用水平，以用于先进分级/分区组合式空气雾化喷嘴的雾化机理研究和应用研发

　　基于先进航空发动机新型燃烧技术的研制需求及雾化研究存在的问题，研究所轻型动力中心利用廊坊研发中心的硬件实验条件，设计能模拟发动机燃烧室中高压高温雾化环境且能进行光学测量的燃烧室实验件，为展开燃油喷嘴高温高压雾化特性研究提供测试环境；然后通过提升常温常压雾化特性平面激光丈量系数的硬件水平，根据高温高压雾化特性的丈量特点和难点，设计适用于高温高压燃烧室内燃油空间分布测量、粒径丈量及标定的实验方案和图象后处理方案；基于这两方面的工作，提高雾化特性平面激光测量技术在发动机燃烧室内的运用水平

　　目前，已完成雾化特性平面激光成像丈量系统的方案设计和论证、实验室配套装置的改造、高温高压光学可视燃烧室实验件的设计、加工、安装和调试，达到了实验状态参数的设计目标在高温高压雾化特性光学丈量方面，已经实现了真实燃烧室内高温高压实验条件下的流场和燃油空间散布丈量，得到了压力和温度对LIF信号强度的影响规律，正在展开高温高压环境下的二维粒径测量方法研究部分研究成果已在国际会议ASME 2016 Turbo Expo上发表

　　图1 高温高压雾化特性光学诊断实验平台

　　图2 分层部分预混新型燃烧室流场结构

　　图 压力对LIF燃油空间分布的影响规律

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