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        某雙油路離心噴嘴流量特性的試驗分析

        2021-07-22 02:55:46蔡茂王帥彭中九
        中國科技縱橫 2021年7期
        關(guān)鍵詞:斜槽油路供油

        蔡茂 王帥 彭中九

        (中國航發(fā)湖南動力機械研究所,湖南株洲 412002)

        0.引言

        雙油路離心噴嘴是目前廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機領(lǐng)域的一種噴嘴。它采用雙油路供油的方式:低功率時,燃油流量較小,僅副油路供油,保證燃油的霧化質(zhì)量,燃燒室點火的時候采用副油路供油;大功率時,燃油流量較大,雙油路同時供油,保證燃油流量的供給。

        噴嘴的流量特性是離心噴嘴的重要性能之一,直接影響燃油的霧化、噴霧錐角等參數(shù),進而影響燃燒室的性能。然而,噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)和加工時尺寸的偏差會對噴嘴的流量特性產(chǎn)生影響[1-2]。本文通過試驗研究了噴嘴主副油路旋流槽尺寸的偏差、副油路噴口外錐角和副油路旋流斜槽角度對噴嘴流量特性的影響。

        1.試驗設(shè)備

        燃油噴嘴試驗在綜合試驗器上進行。采用質(zhì)量流量計測量噴嘴的燃油流量,測量誤差為±0.25%。

        2.試驗對象

        試驗對象為雙油路雙離心噴嘴,燃油噴嘴采用主、副兩條油路供油。

        3.試驗目的及內(nèi)容

        試驗的目的是為了研究主副油路旋流槽尺寸公差、副油路噴口外錐角和副油路旋流斜槽角度對燃油噴嘴流量的影響。

        主油路旋流槽尺寸如表1所示,槽寬(見圖1尺寸D)和槽深(見圖1尺寸E)的尺寸組合共3組。另外,還比較了副油路噴口外錐角(見尺寸F)分別為90°和110°兩種情況下,燃油流量特性曲線的變化。

        圖1 主油路旋流槽

        表1 主油路旋流槽尺寸

        副油路旋流槽尺寸如表2所示,槽寬和槽深的尺寸組合共3組。另外,還比較了旋流斜槽角度(見圖2中尺寸G)分別為15°和30°兩種情況下,燃油流量特性曲線的變化。

        表2 副油路旋流槽尺寸

        圖2 副油路旋流槽

        4.試驗結(jié)果及分析

        4.1 主油路流量特性

        主油路的流量特性曲線見圖3。由圖可知,燃油流量隨著壓差的增大逐漸增大,這種趨勢隨著壓差的增大逐漸變緩,基本上符合的規(guī)律。在相同壓力下,增大槽寬或增大槽深,都會導致燃油流量增大。

        圖3 主油路的流量特性曲線

        圖4是主油路旋流槽尺寸分別為(d,0.9e)和(1.2d,e)相較(d,e)的流量變化百分比。由圖4可知,當主油路旋流槽截面積增大20%,主油路燃油流量相應(yīng)的增量穩(wěn)定在20%左右;當主油路旋流器槽深減少10%,主油路燃油流量相應(yīng)的減少量穩(wěn)定在10%左右。

        圖4 主油路燃油流量變化的百分比

        4.2 副油路流量特性

        副油路的流量特性曲線見圖5。燃油流量隨壓力、槽深的變化趨勢與主油路相同。

        圖5 副油路的流量特性曲線

        圖6是副油路旋流槽尺寸分別為(h,0.86k)和(h,1.14k)相較(h,k)的流量變化百分比。由圖可知,當副油路旋流槽截面積增大14.3%,主油路燃油流量相應(yīng)的增量在15%~18%之間;當副油路旋流槽截面積減小14.3%,主油路燃油流量相應(yīng)的減少量在10%~15%。

        圖6 副油路燃油流量變化的百分比

        副油路旋流斜槽角度為15°和30°的流量曲線見圖7。由圖7可知,旋流槽角度對燃油流量的影響甚小,幾乎可以忽略。

        圖7 不同副油路旋流斜槽角度的流量曲線

        5.結(jié)論

        (1)燃油流量隨著壓差的增大逐漸增大,這種趨勢隨著壓差的增大逐漸變緩,基本上符合的規(guī)律。在相同壓力下,增大旋流槽的槽寬或槽深,都會導致燃油流量增大。(2)旋流槽尺寸對燃油流量的影響很大,主油路燃油流量的波動在-10%~20%之內(nèi),副油路的流量波動范圍在-15%~18%之內(nèi)。(3)副油路旋流斜槽角度對副油路流量特性沒有影響。

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