【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空发动机和燃气轮机，具体涉及一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室。
技术介绍
1、燃烧室是燃料或推进剂在其中燃烧生成高温燃气的装置，是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。燃料即在此室燃烧。它是燃气涡轮发动机、冲压发动机、火箭发动机的重要部件。对于活塞发动机来说，燃烧室是指活塞到达上止点后其顶部与汽缸盖之间的空间。燃气涡轮发动机的燃烧室由扩压器、燃烧室壳体、火焰筒、燃料喷嘴、点火装置构成；分为单管燃烧室、联管燃烧室、环形燃烧室。
2、随着航空发动机与燃气轮机技术的发展，发动机对燃烧室性能的要求也是越来越高，因此，高性能燃烧室研制面临着如下诸多技术挑战：1.在冷却气量减少的情况下，保证火焰筒的寿命；2.在更广的稳定工作范围内，保证燃烧室内燃烧的稳定性；3.减少燃烧排放的污染物；4.在满足温度要求的情况下尽量减少燃烧室的整体重量。为提高燃烧室的各项性能，一种新型的燃烧室结构——驻涡燃烧室。
3、凹腔驻涡燃烧室相比于传统的旋流燃烧器具有结构简单、燃烧效率高、燃烧稳定等诸多特点，被认为是最具发展前景的富氢燃料燃烧室。驻涡燃烧室利用凹腔结构和前后壁面射流在驻涡区构造双涡结构，起到点火和稳定火焰的作用，副涡可以使主涡免受主流流动的影响，同时也促进驻涡区与主流区的物质和能量交换。驻涡区凹腔长度、凹腔前后壁面的高度和以及前后壁面的进气位置是影响驻涡区流场结构和燃烧室性能的重要参数。但是，当驻涡燃烧室的几何结构与进口条件匹配不合适的情况下，难以形成相对稳定的涡旋结构，不利于火焰稳定，同时凹腔内低速旋涡结构与主流之间的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，可在驻涡稳焰区内形成稳定的双涡结构，增大了燃油与空气的掺混时间和燃烧面积，从而提高燃烧效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，包括机匣、扩压器、火焰筒、供油装置；所述机匣连接扩压器，所述供油装置连通火焰筒；所述火焰筒包括凹腔前壁、凹腔上壁、凹腔后壁、火焰筒外筒、火焰筒内筒；所述火焰筒外筒、火焰筒内筒上均设有掺混孔。
3、优选的，所述火焰筒的凹腔长度与所述凹腔前壁的高度比为1.2。
4、优选的，所述凹腔前壁上设有主燃孔、冷却孔。
5、优选的，所述凹腔前壁上设有前进气槽，所述凹腔后壁上设有后进气槽。
6、优选的，所述前进气槽设于凹腔前壁的上端，所述后进气槽设于凹腔后壁的中心线附近。
7、因此，本专利技术采用上述一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，可在驻涡稳焰区内形成稳定的双涡结构，增大了燃油与空气的掺混时间和燃烧面积，提高了燃料在低速区的驻留时间，降低了污染物的排放量，从而提高燃烧效率。
8、本专利技术具有以下优点：
9、(1)本专利技术将火焰筒的凹腔长度与凹腔前壁的高度比设计为1.2，可使驻涡区具有稳定的双涡结构，旋涡尺寸较大，能保证更多的流体卷入到驻涡区的流动中，同时具有较高的总压恢复系数，并且燃烧室内驻涡区和主燃区的温度最高，燃烧性能好；
10、(2)本专利技术将前进气槽设于凹腔前壁的上端，后进气槽设于凹腔后壁的中心线附近。当油气进气位置处于前壁面上端，空气进气位置位于后壁面中心线附近时，由于前后进气及主流的共同作用，在驻涡区形成了较稳定的双涡结构，凹腔局部温度较高，同时具有较高的总压恢复系数和较高的燃烧效率；
11、(3)将燃料注入这旋涡之中，可进一步提高燃料的雾化程度，使燃烧室在不同工况下的点火、贫油熄火边界得到了拓宽，而且还增大了燃油与空气的掺混时间和燃烧面积，提高了燃料在低速区的驻留时间，降低了污染物的排放量，尤其是抑制了氮氧化物的生成，使燃烧效率得到了有效的提升。
12、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，其特征在于，包括机匣、扩压器、火焰筒、供油装置；所述机匣连接扩压器，所述供油装置连通火焰筒；所述火焰筒包括凹腔前壁、凹腔上壁、凹腔后壁、火焰筒外筒、火焰筒内筒；所述火焰筒外筒、火焰筒内筒上均设有掺混孔。
2.根据权利要求1所述的一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，其特征在于：所述火焰筒的凹腔长度与所述凹腔前壁的高度比为1.2。
3.根据权利要求1所述的一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，其特征在于：所述凹腔前壁上设有主燃孔、冷却孔。
4.根据权利要求1所述的一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，其特征在于：所述凹腔前壁上设有前进气槽，所述凹腔后壁上设有后进气槽。
5.根据权利要求4所述的一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，其特征在于：所述前进气槽设于凹腔前壁的上端，所述后进气槽设于凹腔后壁的中心线附近。
【技术特征摘要】
1.一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，其特征在于，包括机匣、扩压器、火焰筒、供油装置；所述机匣连接扩压器，所述供油装置连通火焰筒；所述火焰筒包括凹腔前壁、凹腔上壁、凹腔后壁、火焰筒外筒、火焰筒内筒；所述火焰筒外筒、火焰筒内筒上均设有掺混孔。
2.根据权利要求1所述的一种凹腔射流驻涡稳焰式燃烧室，其特征在于：所述火焰筒的凹腔长度与所述凹腔前壁的高度比为1.2。
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【专利技术属性】
技术研发人员：江平，熊思敏，饶王洁，胡晓安，吴泽俊，周志坛，孙海俊，盛志强，王熙文，彭丹，焦允刚，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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