[发明专利]一种基于旋流掺混和气态燃料持续燃烧的热射流发生装置

权利要求书

1.一种基于旋流掺混和气态燃料持续燃烧的热射流发生装置，其特征在于：包括供气系统（1）、燃烧室（2）、冷却装置及喷管（4），燃烧室（2）一端连接有喷管（4），另一端通过带中心通孔的连接法兰（6）与供气系统（1）相连，燃烧室（2）外套有冷却装置；

其中燃烧室（2）为燃烧室侧壁面（11）、燃烧室下游壁面（12）和燃烧室上游壁面（14）包围成的腔室，燃烧室侧壁面（11）上布置有环腔（13）结构，环腔（13）内侧均匀布置若干切向孔（15）；燃烧室上游壁面（14）上开有一个与连接法兰（6）中心通孔大小位置相对应的通孔（17）以及若干倾斜孔（16），电嘴座（10）穿过上述两个通孔插入燃烧室内；燃烧室下游壁面（12）上开有圆孔（18），喷管（4）通过圆孔（18）与燃烧室（2）连接；

供气系统（1）包括空气管路（7）、第一燃料管路（8）和第二燃料管路（9）三条管路，空气管路（7）包括空气总管（7a），空气总管（7a）连接有若干空气支管（7b），空气支管（7b）穿过连接法兰（6）和燃烧室上游壁面（14），通过倾斜孔（16）与燃烧室（2）内腔连通；第一燃料管路（8）包括第一燃料总管（8a）和若干燃料支管（8b），第一燃料总管（8a）通过若干燃料支管（8b）与空气支管（7b）连接，燃料与空气混合后共同进入燃烧室（2）；第二燃料管路（9）穿过燃烧室侧壁面（11）上的环腔（13），通过环腔（13）内的切向孔（15）与燃烧室（2）内腔连通。

2.根据权利要求1所述的基于旋流掺混和气态燃料持续燃烧的热射流发生装置，其特征在于：所述的喷管（4）从进口方向到喷管出口（33）方向依次分为扩张段（29）、收缩段（27）以及等面积段（30）三个部分，其中收缩段（27）安装于燃烧室下游壁面（12）的圆孔（18）内，扩张段（23）与收缩段（27）相接的地方设有喉道（28）。

3.根据权利要求2所述的基于旋流掺混和气态燃料持续燃烧的热射流发生装置，其特征在于：所述的喷管的喉道（28）面积为式中σ^*为喉道面积，σ₁为空气管道截面积与燃料管道截面积之和，T₂为喷管出口燃气平均温度，T₁为进气温度。

4.根据权利要求2所述的基于旋流掺混和气态燃料持续燃烧的热射流发生装置，其特征在于：喷管出口（33）面积为σe=1MeI(2γ+1(1+γ-12MeI2))γ+12(γ-1)·σ*,]]>式中σ_e为喷管出口（33）面积，σ^*为喷管喉道（28）面积，γ为气体的比热比，M_eI为所要求的热射流马赫数。

5.根据权利要求1或2所述的基于旋流掺混和气态燃料持续燃烧的热射流发生装置，其特征在于：喷管（4）开有螺孔（32），螺孔（32）和燃烧室下游壁面（12）上的螺纹孔（19）通过螺钉连接。