热能动力工程

作者：李 威，张哲巅

单位：中国科学院大学，北京 100049,,中国科学院先进能源动力重点实验室（工程热物理研究所），北京 100190,

关键词：燃烧室;当量比补偿;压力;空气预热温度;加湿比例;污染物排放

基金：国家科技重大专项（2017-I-0009-0010)

针对某型航空发动机燃烧室，探究将其改造为天然气湿燃烧低污染燃烧室的可行性。采用计算流体力学方法，研究了压力（1~2.33 MPa）、空气预热温度（510~790 K）及加湿比例（0~2.0）对温度分布、污染物排放的影响。通过Chemkin软件进行参数化计算，对全局当量比进行补偿，以确保燃烧室出口温度均达到设计值。计算结果表明：高压工况下，火焰向燃烧室出口方向延伸，导致出口径向温度分布恶化，其中，压力2.33 MPa时NOx排放量是常压下的10倍；较高的空气预热温度将导致NOx排放量增加，但同时可能有利于消除局部高温区；NOx排放量随加湿比例的提高单调下降，但CO质量浓度表现出先降后增的趋势；无当量比补偿时NOx质量浓度偏差最高达到90.7%；综合考虑NOx和CO的排放特性，改造后燃烧室最佳燃料加湿比为1.5。

来源：2021年第5期

《热能动力工程》期刊编辑部

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