不同功率和当量比下液雾燃烧热声不稳定的非线性动态特性实验研究

【作者】 陶成飞； 刘子华； 周昊；

【机构】 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室；

【摘要】 液雾燃烧应用广泛,常用于地面重型燃气轮机、航空发动机、油气锅炉以及液体火箭发动机等领域。液雾燃烧机理复杂,燃料的组成,液滴的大小和分布,液滴的蒸发速率,液滴-蒸气-空气的夹带和混合,液滴-火焰-湍流的相互作用都会影响液体燃料的燃烧和火焰热释放。不稳定的火焰热释放与燃烧室中的声压之间的耦合导致液雾燃烧热声不稳定。燃烧热声不稳定会导致燃烧系统振动,使燃烧偏离实际工况设计点,同时还会使燃烧效率降低,燃烧污染物排放增加。严重时还会导致燃烧设备损坏,使用寿命降低,燃烧室内强烈的压力波动还会导致燃烧器熄火。液雾燃烧热声不稳定性是一种固有的非线性过程,本研究拟使用非线性动力系统理论研究液雾燃烧热声不稳定非线性动态特性,主要使用相空间技术,庞加莱截面和递归分析等非线性时间序列分析工具来研究不同工况下的液雾燃烧热声不稳定特性。实验在一台实验室尺度的3kW液雾燃烧器上进行,通过测量燃烧室的声压和火焰热释放速率,同步使用高速相机测量火焰瞬态图片,通过改变液雾燃烧器的功率和当量比,使用非线性时间序列分析处理燃烧室声学和火焰热释放信号,来研究液雾燃烧热声不稳定的非线性变化特点。更多还原