航空航天工程学杂志
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抽象的

用实验和数值方法检测环形燃烧室的故障

亨内克 C,冯德哈尔 H*,丁克拉克 F

飞机发动机的检查是一个复杂且耗时的过程，通常需要拆卸发动机或进行大量的气压检查。因此，需要开发一种方法，通过分析排气射流的状态和结构来评估喷气发动机拆卸前的状态。例如，这可以通过分析排气射流横截面中的密度、温度、速度或浓度分布来完成。假设发动机内部的故障以可测量的方式影响排气射流，并且通过数值模拟可以评估发动机内部通过排气射流开始的流动和燃烧过程。对中试规模环形燃烧室的一般研究是证明该方法可行性的基础。燃烧室由八个预混旋流燃烧器组成。其中一个燃烧器可以选择在定义的不同操作点上独立于其他燃烧器进行操作。这模拟了燃烧器的故障状态，从而可以研究定义的故障状态与排气射流中产生的模式之间的相关性。应用详细的技术来评估方法和检测限。首先，对可能的失效状态进行了广泛的数值模拟，以与测量结果进行比较。其次，采用粒子图像测速（PIV）技术测量燃烧室下游测量平面内的速度场。热功率的局部降低降低了废气的加速度并影响速度场。第三，使用可移动探针测量物种浓度，并通过傅里叶变换红外（FTIR）光谱进行评估。物质浓度信息可以指示燃烧器故障，例如局部空燃比失调、旋流叶片上的严重缺陷或漏油。