CN115899761A - 一种带外八字筋条的支板火焰稳定器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带外八字筋条的支板火焰稳定器，支板火焰稳定器由V型面、平直段、垂直尾缘和喷口组成，在支板火焰稳定器两侧面都布置3～5对外八字筋条。本发明的优点和取得的有益效果为：超燃冲压发动机的燃烧室采用该带外八字筋条的支板火焰稳定器，燃烧区域大、燃烧速度快、流阻损失小。

Description

一种带外八字筋条的支板火焰稳定器

技术领域

本发明涉及一种带外八字筋条的支板火焰稳定器，其可用于超燃冲压发动机的燃烧室，属于航空技术领域。

背景技术

超燃冲压发动机因其在高马赫数下展现出优良的性能，逐渐成为高超声速飞行器的首选推进***形式，受到各航空航天大国的关注。超燃冲压燃烧技术是其关键技术之一。超燃冲压燃烧室内气流以超声速流动，燃料在燃烧室内的停留时间为毫秒级，就要求燃料在短时间内完成与来流的混合、点火，形成扩散火焰并传播至整个流场，形成稳定高效的燃烧场。超燃冲压燃烧室通常采用支板火焰稳定器建立回流区来稳定火焰组织燃烧，支板火焰稳定器尾缘结构是超燃冲压燃烧室性能的决定性影响因素。

常规支板火焰稳定器射流与超声速来流平行，燃料在空间的分布和掺混效率相对较差，进而影响燃烧反应进程，导致完全燃烧距离变长，严重影响燃气的膨胀程度。尾缘带波瓣结构的支板通过诱导产生流向涡，能有效提高燃料与主流的掺混能力，促进火焰在燃烧室横向的扩散。但该类支板回流区范围显著减小，火焰稳定能力减弱，在燃烧流场中易发生瞬间熄火现象；同时，燃烧室的总压损失也急剧增大，因而严重影响了超燃冲压燃烧室的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带外八字筋条的支板火焰稳定器，在支板火焰稳定器的两侧面布置外八字筋条，以提高燃料的掺混效率，扩大燃烧区域，缩短燃烧室完全燃烧距离，并保持总压损失在可接受的范围内。

本发明通过如下技术方案实现。

一种带外八字筋条的支板火焰稳定器，在支板火焰稳定器两侧面都布置3～5对外八字筋条。

进一步，所述的支板火焰稳定器，弦长30～100mm，展长由具体发动机确定，主要由V型面、平直段、垂直尾缘和喷口组成。V型面夹角10°～20°，平直段在支板弦向长0～50mm，垂直尾缘高3～20mm，在垂直尾缘中间布置喷口，喷口直径0.4～3.5mm，相邻喷口间距2.4～12.5mm。

进一步，所述的外八字筋条呈长方体形，高1～3mm，厚1～2mm，长5～10mm，外八字筋条对呈外八字安装，安装角为35°～45°，筋条后缘内侧间距2～4mm,相邻外八字筋条对间距1～3mm，外八字筋条后缘外侧距支板尾缘1～3mm。

与现有技术相比，本发明的优点和取得的有益效果为：

第一、燃烧区域大。常规支板火焰稳定器尾部产生回流区，回流区与两侧主流相互作用较弱。在常规支板火焰稳定器两侧布置外八字筋条后，产生反向旋转的流向涡对，强化燃烧核心区与两侧主流之间的热质对流传输，因而扩大了燃烧区域。

第二、燃烧速度快。外八字筋条对产生反向旋转的流向涡对，有利于燃烧核心区与两侧主流的热质对流传输，从而提高火焰传播速度，实现回流区后稳定高效的燃烧。

第三，流阻损失小。要达到同样的燃烧区域和燃烧速度，与在常规支板火焰稳定器尾缘引入波瓣结构相比，在常规支板火焰稳定器两侧布置外八字筋条，所引起的流阻损失更小。

附图说明

图1为本发明中带外八字筋条的支板火焰稳定器的等轴视图。

图2为本发明中带外八字筋条的支板火焰稳定器的侧视图。

图3为本发明中带外八字筋条的支板火焰稳定器的俯视图。

图4为本发明中带外八字筋条的支板火焰稳定器的前视图。

图5为本发明中带外八字筋条的支板火焰稳定器的后视图。

图6为本发明中带外八字筋条的支板火焰稳定器下游横向截面的温度分布。

图7为本发明中常规支板火焰稳定器下游横向截面的温度分布。

图8为本发明中带外八字筋条的支板火焰稳定器下游横向截面的流线图。

在附图中，1为V型面，2为平直段，3为垂直尾缘，4为喷口，5为外八字筋条；L1为支板展长，L2为支板弦长，L3为平直段在支板弦向长，L4为相邻喷口间距，L5为外八字筋条长，H1为垂直尾缘高，H2为外八字筋条高，α1为V型面夹角，α2为外八字筋条对安装角，S1为外八字筋条对后缘内侧间距，S2为相邻外八字筋条对间距，S3为外八字筋条后缘外侧与支板尾缘间距，D为喷口直径，W为外八字筋条厚。

具体实施方式

下面将结合附图1～5和实施例对本发明进行进一步详细说明。

一种带外八字筋条的支板火焰稳定器，在支板火焰稳定器两侧面都布置3～5对外八字筋条，本实施例具体为3对。

作为本发明实施例的进一步改进，所述的支板火焰稳定器，弦长30～100mm，本实施例具体为32mm，展长由具体发动机确定，本实施例具体为50mm，由V型面1、平直段2、垂直尾缘3和喷口4组成。V型面1夹角10°～20°，本实施例具体为12°，平直段2在支板弦向长0～50mm，本实施例具体为9.5mm，垂直尾缘3高3～20mm，本实施例具体为4.72mm，在垂直尾缘3中间布置喷口4，喷口4直径0.4～3.5mm，本实施例具体为1mm，相邻喷口4间距2.4～12.5mm，本实施例具体为3.4mm。

作为本发明实施例的进一步改进，所述的外八字筋条5呈长方体形，高1～3mm，本实施例具体为1mm，厚1～2mm，本实施例具体为1mm，长5～10mm，本实施例具体为7mm，外八字筋条对呈外八字安装，安装角为35°～45°，本实施例具体为40°，后缘内侧间距2～4mm，本实施例具体为2mm，相邻外八字筋条对间距1～3mm，本实施例具体为2mm，外八字筋条5后缘外侧距支板尾缘1～3mm，本实施例具体为2mm。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所做出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种带外八字筋条的支板火焰稳定器，其特征在于，在支板火焰稳定器两侧面都布置3～5对外八字筋条(5)；所述的支板火焰稳定器，弦长30～100mm，展长由具体发动机确定，由V型面(1)、平直段(2)、垂直尾缘(3)和喷口(4)组成，V型面(1)夹角10°～20°，平直段(2)在支板弦向长0～50mm，垂直尾缘(3)高3～20mm，在垂直尾缘(3)中间布置喷口(4)，喷口(4)直径0.4～3.5mm，相邻喷口(4)间距2.4～12.5mm。

2.根据权利要求1所述的带外八字筋条的支板火焰稳定器，其特征在于，所述的外八字筋条(5)呈长方体形，高1～3mm，厚1～2mm，长5～10mm，外八字筋条对呈外八字安装，安装角为35°～45°，后缘内侧间距2～4mm，相邻外八字筋条对间距1～3mm，外八字筋条(5)后缘外侧距支板尾缘1～3mm。

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