Effect of lean blowout performance of trapped vortex combustor of the afterburner

Yunchuan TAN; Huagui ZHONG; Ruili SUN; Haitao SUN

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20210121

Chinese

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Effect of lean blowout performance of trapped vortex combustor of the afterburner

Combustion, Heat and Mass Transfer | 更新时间：2025-04-07

- Effect of lean blowout performance of trapped vortex combustor of the afterburner
- Journal of Aerospace Power Vol. 36, Issue 9, Pages: 1932-1941(2021)
- 作者机构：
  
  中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院，四川绵阳 621300
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20210121
  CLC：
- 稿件说明：
移动端阅览
Yunchuan TAN, Huagui ZHONG, Ruili SUN, et al. Effect of lean blowout performance of trapped vortex combustor of the afterburner[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(9): 1932-1941.
DOI：

Yunchuan TAN, Huagui ZHONG, Ruili SUN, et al. Effect of lean blowout performance of trapped vortex combustor of the afterburner[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(9): 1932-1941. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20210121.

摘要

为了研究驻涡加力燃烧室的贫油熄火性能，设计了三种不同方案的凹腔结构，进行了贫油熄火（LBO）性能试验。采用航空煤油作为燃料，试验中的主要研究参数如下：外内涵进气压比在0.97~1.07之间变化；主流马赫数在0.13~0.20之间变化。研究结果表明：驻涡加力燃烧室贫油熄火油气比随着外内涵进气压比的增加而增加，随着主流马赫数的增大而增加，并且在马赫数较大时，变化幅度增大；在驻涡区上部分区域，轴向平均绝对速度越小，以及主涡涡心位置在一定范围内更贴近凹腔后壁面，驻涡加力燃烧室的贫油熄火性能更优。

Abstract

Three different schemes of cavity structure were designed to study the lean blowout （LBO） performance by test research method.Aviation kerosene was employed as fuel.In all operating conditions，the inlet pressure ratio of out and inner bypass varied from 0.97-1.07 and the mainstream Mach number ranged from 0.13-0.20.It was revealed that the fuel air ratio of lean blowout increased with the increasing inlet pressure ratio of out and inner bypass.LBO also increased with the increasing mainstream Mach number，and when the mainstream Mach number was larger，the increase was larger.In upper region of the vortex，the axial average of absolute velocity decreased，and the positon of the main vortex center was closer to the after wall of the cavity within a certain range，and the lean blowout performance of trapped vortex combustor of the afterburner was excellent.

关键词

Keywords

references

HSU K Y , GOSS L P , TRUMP D D ， et al . Performance of a trapped⁃vortex combustor [R]. AIAA⁃95⁃0810 , 1995 .

CHRISTOPHER S ， SURESH M . Simulation of fuel⁃air mixing and combustion in a trapped⁃vortex combustor [R].AIAA 2000 ⁃0478 , 2000 .

KATTA V R ， ROQUMORE W M . Study on trapped vortex combustor⁃efect of injection on dynamics of non⁃reacting and reacting flows in a cavity [R]. AIAA⁃97⁃3256 ， 1997 .

KATTA V R ， ROQUMORE W M . Study on trapped⁃vortex combustor⁃effect of injection on flow dynamics [J]. Journal of Propulsion and Power ， 1998 ， 14 （ 3 ）： 273 ⁃ 281 .

KATTA V R ， ROQUMORE W M . Numerical study on trapped⁃vortex combustor concepts for stable combustion [J]. Transactions of the ASME , 1998 ， 120 （ 3 ）： 60 ⁃ 68 .

何小民 , 王家骅 . 驻涡火焰稳定器冷态流场特性的初步研究 [J]. 航空动力学报 , 2002 , 17 （ 5 ）: 567 ⁃ 571 .

HE Xiaomin ， WANG Jiahua . An investigation on the fluid characteristics of trapped⁃vortex combustor [J]. Journal of Aerospace Power , 2002 ， 17 （ 5 ）： 567 ⁃ 571 . （in Chinese）

何小民 , 许金生 , 苏俊卿 . 驻涡区进口结构参数影响TVC燃烧性能的试验 [J]. 航空动力学报 , 2007 , 22 （ 11 ）: 1798 ⁃ 1802 .

HE Xiaomin ， XU Jinsheng ， SU Junqing . Effect of air and fuel injection patterns in pilot zone on trapped⁃vortex combustor performance [J]. Journal of Aerospace Power , 2007 ， 22 （ 11 ）： 1798 ⁃ 1802 . （in Chinese）

李瑞明 , 刘玉英 , 刘河霞 , 等 . 驻涡燃烧室主流对凹腔涡流动的影响 [J]. 航空动力学报 , 2009 , 24 （ 7 ）: 1482 ⁃ 1487 .

LI Ruiming ， LIU Yuying ， LIU Hexia ， et al . Impact of mainstream on the vortex flow of cavity in trapped vortex combustor [J]. Journal of Aerospace Power , 2009 ， 24 （ 7 ）： 1482 ⁃ 1487 . （in Chinese）

邢菲 , 樊未军 , 柳杨 , 等 . 凹腔油气匹配对驻涡燃烧室点火性能影响试验 [J]. 推进技术 , 2008 , 29 （ 4 ）: 30 ⁃ 34,39 .

XING Fei ， FAN Weijun ， LIU Yang ， et al . Ignition and lean blow out performance of TVC with different fuel⁃air matching forms [J]. Journal of Propulsion Technolog , 2008 , 29 （ 4 ）: 30 ⁃ 34,39 . （in Chinese）

吴泽俊 , 何小民 , 洪亮 , 等 . 采用离心喷嘴的单凹腔驻涡燃烧室点火与贫熄特性 [J]. 推进技术 , 2015 , 36 （ 4 ）: 601 ⁃ 607 .

WU Zejun ， HE Xiaomin ， HONG Liang ， et al . Ignition and lean blowout characteristics of a single⁃cavity trapped vortex combustor utilizing pressure swirl atomizer [J]. Journal of Propulsion Technolog , 2015 , 36 （ 4 ）: 601 ⁃ 607 . （in Chinese）

朱一骁 , 何小民 , 叶正源 , 等 . 可变几何单凹腔驻涡燃烧室的贫油熄火性能试验 [J]. 推进技术 , 2018 , 39 （ 6 ）: 1347 ⁃ 1353 .

ZHU Yixiao ， HE Xiaomin ， YE Zhengyuan ， et al . Experimental researches on lean blowout performance of a variable geometry single⁃cavity trapped vortex combustor [J]. Journal of Propulsion Technolog , 2018 , 39 （ 6 ）: 1347 ⁃ 1353 . （in Chinese）

汤彬 , 邢菲 , 邹建锋 , 等 . 驻涡燃烧室凹腔温度变化规律及气量分配 [J]. 推进技术 , 2011 , 32 （ 2 ）: 182 ⁃ 187 .

TANG Bin ， XING Fei ， ZOU Jianfeng ， et al . Experimental and numerical study on temperature variation and air flow distribution in trapped votex combustor [J]. Journal of Propulsion Technolog , 2011 , 32 （ 2 ）: 182 ⁃ 187 . （in Chinese）

何小民 , 姚锋 . 流动和油气参数对驻涡燃烧室燃烧性能的影响 [J]. 航空动力学报 , 2006 , 21 （ 5 ）: 810 ⁃ 813 .

HE Xiaomin ， YAO Feng . Effect of flow parameters and equivalence ratio on the trapped vortex combustor performance [J]. Journal of Aerospace Power ， 2006 , 21 （ 5 ）: 810 ⁃ 813 . （in Chinese）

樊未军 , 易琪 , 严明 , 等 . 驻涡燃烧室凹腔双涡结构研究 [J]. 中国电机工程学报 , 2006 , 26 （ 9 ）: 66 ⁃ 70 .

FAN Weijun ， YI Qi ， YAN Ming ， et al . A Study of double vortex structure in the trapped vortex combustor [J]. Proceedings of the CSEE , 2006 , 26 （ 9 ）: 66 ⁃ 70 . （in Chinese）

STURGESS G J ， SHOUSE D T ， ZELINA J . Emissions reduction technologies for military gas turbine engines [R].AIAA 2003 ⁃2622 , 2003 .

邢菲 , 孟祥泰 , 李继保 , 等 . 凹腔双驻涡稳焰冷态流场初步研究 [J]. 推进技术 , 2008 , 29 （ 2 ）: 135 ⁃ 138 .

XING Fei ， MENG Xiangtai ， LI Jibao ， et al . Elementary study on cool flow field of double vortex in cavity for flame stabilization [J]. Journal of Propulsion Technolog , 2008 , 29 （ 2 ）: 135 ⁃ 138 . （in Chinese）

金义 , 何小民 , 彭春梅 , 等 . 驻涡燃烧室驻涡区三维冷态流动特性数值研究 [J]. 南京航空航天大学学报 , 2014 , 46 （ 2 ）: 272 ⁃ 279 .

JIN Yi ， HE Xiaomin ， PENG Chunmei ， et al . 3⁃D numerical simulation of cold flow characteristics of cavity in trapped vortex combustor [J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ， 2014 , 46 （ 2 ）: 272 ⁃ 279 . （in Chinese）

李瑞明，刘玉英，马文杰，等 . 驻涡燃烧室掺混孔对流量分配及燃烧性能的影响 [J] . 航空动力学报 , 2010 , 25 （ 3 ）: 488 ⁃ 495 .

LI Ruiming ， LIU Yuying ， MA Wenjie ， et al . Impact of dilution holes on the flow rate distribution and combustion performance of trapped vortex combustorJ] . Journal of Aerospace Power ， 2010 , 25 （ 3 ）: 488 ⁃ 495 . （in Chinese）

何小民，许金生，苏俊卿，等 . 驻涡燃烧室燃烧性能试验 [J]. 航空动力学报 , 2009 , 24 （ 2 ）: 318 ⁃ 323 .

HE Xiaomin ， XU Jinsheng ， SU Junqing ， et al . Experimental research of the performance of the trapped⁃vortex combustor [J]. Journal of Aerospace Power ， 2009 , 24 （ 2 ）: 318 ⁃ 323 . （in Chinese）

金如山 . 航空燃气轮机燃烧室 [M]. 北京：宇航出版社， 1988 ： 129 ⁃ 147 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Test on effect of swallowing water on component performance of reverse⁃flow combustor

Effect of key parameters on knock of two⁃stroke kerosene engine

Research on mixture formation of two⁃stroke heavy fuel direct injection engine

Effect of asynchronous ignition phase on performance of four-stroke engine

Flame structure in supersonic combustion chamber based on 500 Hz OH-PLIF technology,

Related Author

Xudong LANG

Wei LI

Jinxin DAI

Dawei YANG

Jun WU

Jian CHEN

Xiaosheng HU

Minxiang WEI

Related Institution

Hunan Aviation Powerplant Research Institute， Aero Engine Corporation of China

College of Energy and Power Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Energy and Power Technology Research Department，Aerospace Times FeiHong Technology Company Limited

School of Mechanical Engineering，Being Institute of Technology

北京航空航天大学能源与动力工程学院

AI问答

Postal code：100079
Tel：（010）53879206 Email：tmw@bjxintong.com.cn
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备09082226号-64 京公网安备11010602201714号
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.

⁰