[发明专利]分气式环形燃烧室的模拟结构、测试平台和测试方法

说明书

本发明提供分气式环形燃烧室的模拟结构、测试平台和测试方法，通过对燃烧室的燃烧特点分析，测试平台针对性的将燃烧室的进气定义为五路，并以此设计出燃烧室模型，通过改变总气量和油量确定一个新的余气系数，再改变五路气流流量，模拟出被设计的燃烧室进气气路，可快速的获得实验结果，并在结果不符合目标需求时，快速的进行调整，以降低试验成本和研发周期。本发明不仅对微小型燃烧室、小型喷气发动机的研究提供支持，同时，随着大型航空发动机燃烧系统越来越趋于小型化(如PW1100G)，本发明的成果同样可以应用于至大型航空发动机燃烧系统的小型化研究。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体而言涉及分气式环形燃烧室的模拟结构、测试平台和测试方法，尤其是微型航空发动机的分气式环形燃烧室的模拟结构、测试平台和测试方法。

背景技术

微型燃烧室的设计是微型涡轮发动机中的关键环节，也是最重要的部分，其中，燃烧稳定性和燃烧效率等发动机性能，是根据不同需求而去追求的。根据燃烧效率特性定义，“燃烧效率特性一般是指燃烧效率与燃烧室总余气系数之间的关系，即随余气系数不同，燃烧效率变化的规律”，“燃烧室的燃烧效率特性一般是指燃烧效率与燃烧室余气系数的变化关系”，定义明确提出的是余气系数对燃烧效率的影响。

发明人发现，对于微小型发动机燃烧室，由于结构限制，和大型发动机不同，不能采用旋流器结构，而主要采用蒸发管和射流孔形成合理的气流流场进行火焰稳定与燃烧，因此流量分配对燃烧室的燃烧效率影响巨大。

因此，设计人员会根据目标需求针对进气孔进行改动，然后在模拟试验中测试燃效效率的可行性，但是目前的测试平台都是针对燃烧室本身进行测试，若改动不能达到目标需求，则需要重新设计和制造新的燃烧室再进行试验，试验成本较高，且测试周期长。

现有技术文献：

专利文献1：CN111520754A一种新型微型航空发动机燃烧室

专利文献2：CN111426483A一种航空发动机燃烧室试验台测控系统

发明内容

本发明目的在于提供分气式环形燃烧室的模拟结构、测试平台和测试方法，针对性的将燃烧室的进气定义为五路，并以此设计出燃烧室模型，通过改变总气量和油量确定一个新的余气系数，再改变五路气流流量，模拟出被设计的燃烧室进气气路，可快速的获得实验结果，并在结果不符合目标需求时，快速的进行调整，以降低试验成本和研发周期。

为了实现上述目的，本发明提供一种分气式环形燃烧室的模拟结构，包括：

火焰筒模拟盒，内部形成燃烧空间，所述火焰筒模拟盒设有延伸至燃烧空间内的蒸发管和点火结构，所述火焰筒模拟盒还设有与燃烧空间连通的排气口以及与蒸发管连通的供气接口；

分别被设置在火焰筒模拟盒相对两侧的第一分气板和第二分气板，所述第一分气板设通过隔板分隔出的第一分气室和第三分气室，第二分气板设通过隔板分隔出的第二分气室和第四分气室，所述蒸发管内形成第五分气室，所述第一分气室、第二分气室与燃烧空间连通用于在燃烧空间内形成燃烧区，所述第三分气室、第四分气室与燃烧空间连通用于在燃烧空间内形成掺混区；

五个供气管道，用于对火焰筒模拟盒内的燃烧空间供气；

其中，第一供气管道连接到第一分气板的第一分气室；第二供气管道连接到第二分气板的第二分气室，第三供气管道连接到第一分气板的第三分气室，第四供气管道连接到第二分气板的第四分气室，第五供气管道连接到所述供气接口，所述燃烧空间与供气管道密封连接。

优选的，还包括第一供气板和第二供气板，第一和第三供气管道固定到所述第一供气板上，所述第一供气板被相贴合的设置在所述第一分气板端面上；第二、第四和第五供气管道被固定到第二供气板上，所述第二供气板被相贴合的设置在所述第二分气板端面上。

优选的，所述火焰筒模拟盒的侧壁开设有用于安装耐高温玻璃的观察窗口。