西北工業(yè)大學(xué)燃燒學(xué)思考題 Microsoft Office Word 2007 文檔 (自動保存)

1、第一章 緒論1、燃燒有哪幾類分類方法，分別是什么？(1)按化學(xué)反應(yīng)傳播的特性和方式：強(qiáng)烈熱分解，爆震，緩燃(2)按照燃料的種類：氣體燃料燃燒，液體燃料燃燒（燃燒前霧化，蒸發(fā),混合），固體燃料燃燒(3)按照有無火焰：有火焰燃燒，無火焰燃燒(4)按照燃料和氧化劑是否預(yù)先混合以及流場形態(tài)分類：層流預(yù)混火焰，層流擴(kuò)散火焰，湍流預(yù)混火焰，湍流擴(kuò)散火焰，預(yù)混-擴(kuò)散復(fù)合層流火焰（煤氣灶）。2、什么叫燃燒？燃燒的現(xiàn)象是什么?燃燒是指可燃物和助燃劑之間發(fā)生快速強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)?，F(xiàn)象有發(fā)光，發(fā)熱等。3、燃燒學(xué)研究方法實(shí)驗(yàn)分析，數(shù)值模擬，理論總結(jié)，診斷技術(shù)第二章 燃燒學(xué)的熱力學(xué)與化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)1、什么叫化學(xué)恰當(dāng)反應(yīng)？

2、所有參加化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物都按照化學(xué)方程式給定的比例進(jìn)行完全燃燒的反應(yīng)。2、反應(yīng)分子數(shù)和反應(yīng)級數(shù)的異同。（1）概念不同：反應(yīng)級數(shù)數(shù)是反應(yīng)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的總的結(jié)果，由化學(xué)動力學(xué)實(shí)驗(yàn)測得?；瘜W(xué)反應(yīng)分子數(shù)是指基元反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)所需要的最小分子數(shù)。（2）用途不同：反應(yīng)級數(shù)用來區(qū)分化學(xué)反應(yīng)類型，反應(yīng)分子數(shù)用來解釋化學(xué)反應(yīng)機(jī)理。（3）簡單反應(yīng)的級數(shù)常與反應(yīng)式中作用無的分子數(shù)相同。（4）化學(xué)反應(yīng)級數(shù)可以是正整數(shù)，分?jǐn)?shù)，零和負(fù)數(shù)。零表示化學(xué)反應(yīng)速度與濃度無關(guān)。負(fù)數(shù)表示該反應(yīng)物濃度增加化學(xué)反應(yīng)速率下降。但化學(xué)反應(yīng)分子數(shù)一定是正整數(shù)?？梢杂辛慵壔瘜W(xué)反應(yīng)，但不可能有零分子反應(yīng)。3、阿累尼烏斯定律及其適用范圍。阿

3、累尼烏斯定律是化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的經(jīng)驗(yàn)公式。表達(dá)式為：適用范圍：（1）適用于簡單反應(yīng)以及有有明確級數(shù)的化學(xué)反應(yīng) （2）阿累尼烏斯公式是由實(shí)驗(yàn)得出的，它的適用溫度范圍比較窄。在低溫范圍 內(nèi)擬合的阿累尼烏斯經(jīng)驗(yàn)公式可能完全不適用于高溫情況下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。4、分析影響化學(xué)反應(yīng)的各種因素。(1)溫度阿累尼烏斯定律，溫度影響化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)，溫度升高反應(yīng)速度加快。(2)催化劑催化劑是指能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率，而本身在化學(xué)反應(yīng)前后組成，數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)均沒有發(fā)生變化的物質(zhì)。通過改變化學(xué)反應(yīng)的活化能來改變化學(xué)反應(yīng)速率。均相催化反應(yīng):生成中間活化絡(luò)合物。(3)活化能活化能小化學(xué)反應(yīng)速率越快。活化能降低化學(xué)反應(yīng)速

4、率可提高50倍。一般化學(xué)反應(yīng)的活化能在，而大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)是在。(4)濃度質(zhì)量作用定律(5)壓力（質(zhì)量作用定律和完全氣體狀態(tài)方程）以摩爾濃度表示 以摩爾分?jǐn)?shù)表示 n為反應(yīng)級數(shù)。5、何謂鏈?zhǔn)椒磻?yīng)？簡述鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的機(jī)理，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)主要分為幾個(gè)階段，各階段的特點(diǎn)。在化學(xué)反應(yīng)歷程中生成的被稱為鏈載體的低濃度自由基或自由離子反應(yīng)。鏈的產(chǎn)生，鏈的傳播，鏈的終止機(jī)理 分支/傳播 xR+P（產(chǎn)物）A(反應(yīng)物) 開始 R（鏈載體） 銷毀 PX=1 直鏈反應(yīng)，x>1分支鏈反應(yīng)鏈的產(chǎn)生：將穩(wěn)定的反應(yīng)物分子通過加熱或光致分解作用生成高度活潑的中間產(chǎn)物。產(chǎn)物生成非常緩慢鏈的傳播：一個(gè)活性鏈載體重新組合成穩(wěn)定的分子和新的

5、活性鏈載體鏈的終止:通過雙分子的重新組合或者不同物質(zhì)間的碰壁銷毀。6、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的三個(gè)爆炸極限的特點(diǎn)。第一爆炸極限：壓力最低。由鏈分支和碰壁銷毀誰占優(yōu)決定第二爆炸極限：中等壓力下。由鏈分支和氣相銷毀誰占優(yōu)決定第三爆炸極限：大多數(shù)燃料都存在，由熱損失決定。此時(shí)熱爆炸理論適用。7、鏈分支爆炸與熱爆炸的區(qū)別。鏈分支爆炸：感應(yīng)期，爆炸期，穩(wěn)定期。是鏈載體迅速增殖的結(jié)果，等溫下也能發(fā)生。熱爆炸：由于溫度上升使活化分子數(shù)增多。第三章 燃燒的物理基礎(chǔ)1、試敘述質(zhì)量，熱量，動量輸運(yùn)定律的表達(dá)形式和物理意義。2、什么是Pr數(shù)Sc數(shù) Le數(shù)? 動量輸運(yùn)速率比能量輸運(yùn)速率 動量輸運(yùn)速率比質(zhì)量輸運(yùn)速率 能量輸運(yùn)速率比質(zhì)

6、量輸運(yùn)速率3、試推導(dǎo)一維球坐標(biāo)系下的質(zhì)量守恒方程，能量守恒方程。6、根據(jù)瑞利線的性質(zhì)，試說明緩燃波和爆震波的區(qū)別。爆震波：壓縮波燃燒產(chǎn)物向著波傳播的方向運(yùn)動 （大很多）（略大）緩燃波：膨脹波燃燒產(chǎn)物向著與燃燒波相反的方向運(yùn)動 （略?。?（小很多）7、是驗(yàn)證一下C-J條件:當(dāng)Hugoniot 曲線與經(jīng)過初始點(diǎn)的瑞利線相切時(shí)，它同時(shí)也與等熵線相切，因此，上下C-J點(diǎn)的馬赫數(shù)都是1，而與介質(zhì)化學(xué)性質(zhì)無關(guān)。第四章 著火理論1、什么是著火？著火方式有那幾種？各自特點(diǎn)是什么？熱著火需要滿足的條件是什么？著火是指燃料和助燃劑從無反應(yīng)狀態(tài)向強(qiáng)烈放熱反應(yīng)狀態(tài)的過渡過程。著火的方式：熱自燃，鏈?zhǔn)阶匀?，點(diǎn)燃（強(qiáng)迫點(diǎn)

7、火）各自特點(diǎn)熱自燃：因自發(fā)的微量反應(yīng)進(jìn)行熱量積累，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快最終形成火焰。鏈?zhǔn)阶匀迹夯钚灾行牡姆e累速率超過的其衰減速率，經(jīng)過一段感應(yīng)期后，就會使反應(yīng)物著火。點(diǎn)燃：外界施加能量使混合物局部著火，然后火焰向混合物其余部分傳播，使整個(gè)系統(tǒng)著火的過程。熱著火需要滿足的條件：充要條件：在臨界點(diǎn)B處生熱率與散熱率相等，且二者隨溫度的變化率也相等。位于臨界點(diǎn)B及其右方的區(qū)域內(nèi)均可熱自燃。2、熱自燃與強(qiáng)迫點(diǎn)火的區(qū)別？（1）進(jìn)行范圍不同：熱自燃是由于反應(yīng)自動加速，使燃?xì)鉁囟戎鸩教岣叩阶匀紲囟纫鸬闹稹嶙匀际窃谡麄€(gè)空間的進(jìn)行。點(diǎn)燃是外界施加能量使混合物局部著火，然后火焰向混合物其他部分傳播。（

8、2）熱自燃的著火溫度比強(qiáng)迫點(diǎn)火低（3）點(diǎn)燃是否成功取決于局部是否能著火以及火焰是否能在混合物內(nèi)自行傳播。（4）影響因素不同熱自燃：環(huán)境溫度，環(huán)境壓力，可燃物的性質(zhì)，散熱條件，容器尺寸和形狀點(diǎn)火：可燃物性質(zhì)，溫度，濃度，壓力。點(diǎn)燃方式，點(diǎn)火源，可燃物質(zhì)的流動性。3、利用放熱曲線和散熱曲線的位置關(guān)系，分析謝苗諾夫熱自燃理論中著火的臨界條件是什么？影響熱自燃著火的因素有哪些?臨界條件：散熱率與放熱率相同，且二者隨溫度的變化率相等。影響因素：環(huán)境溫度，環(huán)境壓力，可燃物的性質(zhì)，散熱條件，容器尺寸和形狀。4、什么是熄火?影響熄火的因素有哪些?熄火是指從劇烈反應(yīng)狀態(tài)向無反應(yīng)狀態(tài)的過渡過程。影響因素：混氣的初

9、始溫度，濃度，流速，混氣性質(zhì)。熄火發(fā)生在初溫較低，濃度偏離化學(xué)恰當(dāng)比，流速較大的情況下。減小初溫易于熄火。增大（燃燒所需的時(shí)間）減?。ɑ鞖庠谌紵业耐Ａ魰r(shí)間）易于熄火。提高h(yuǎn)易于熄火。5、根據(jù)熾熱物體點(diǎn)火理論，熾熱物體邊界層的溫度分布規(guī)律是什么？第五章、氣體燃料的燃燒1、試討論影響層流火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊囊蛩?。?）可燃混氣的性質(zhì)：混氣的熱擴(kuò)散系數(shù)，活化能減小，火焰初始溫度上升時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣燃哟?。燃料分子結(jié)構(gòu)：碳的個(gè)數(shù)相同：烷烴<烯烴<炔烴；飽和烴類最大火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c碳原子數(shù)無關(guān)，烯烴和炔烴的最大火焰速度隨著碳原子個(gè)數(shù)增加而減小。最后接近飽和烴的最大火焰?zhèn)鞑ニ俣??；旌媳龋簼舛缺冉咏瘜W(xué)恰

10、當(dāng)比或者稍富油時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣茸羁旎鞖庵袚诫s物：加入惰性氣體，火焰?zhèn)鞑ニ俣葴p慢，加入另一種燃料或者氧化劑時(shí)火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌??；鹧鏈囟群统跏紲囟龋夯鹧鏈囟群统跏紲囟忍岣呋鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣燃涌靿毫Γ簤毫ι仙?，火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷杂邢陆?（n=1.52）2、湍流預(yù)混火焰有哪三種傳播模式？小尺度湍流（2300<Re<6000, ）大尺度湍流（R>6000, ）:大尺度弱湍流（）大尺度小湍流（）3、與層流預(yù)混火焰相比，湍流預(yù)混火焰有什么特點(diǎn)？輸運(yùn)能力強(qiáng)，湍流預(yù)混火焰的輸運(yùn)載體是流體微團(tuán)，其能量和質(zhì)量輸運(yùn)能力大大提高。擴(kuò)散系數(shù)，粘性系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)比層流狀態(tài)大好幾百倍?；鹧?zhèn)鞑ニ俣缺葘恿骺臁?、湍流預(yù)混

11、火焰的傳播理論都有哪些，其基本內(nèi)容是什么?表面皺折理論湍流使層流火焰表面發(fā)生皺折。湍流火焰面的基本結(jié)構(gòu)仍是層流型，湍流的脈動作用在一定空間內(nèi)使火焰面表面發(fā)生彎曲，皺折乃至破裂成大小不等的團(tuán)塊，增大了燃燒面積，從而使火焰?zhèn)鞑ニ俣燃涌?。容積理論(1)在湍流度較高的情況下，流體被分割成無數(shù)的流體微團(tuán)(2)不存在將未燃可燃物和已燃?xì)怏w分開的火焰面(3)在每個(gè)微團(tuán)存在的時(shí)間內(nèi)，微團(tuán)內(nèi)部的溫度和濃度是均勻的，但不同微團(tuán)的溫度和濃度時(shí)不同的。(4)在不同的微團(tuán)內(nèi)存在是快慢不同的燃燒反應(yīng)，達(dá)到著火條件的微團(tuán)整體燃燒，未達(dá)到著火條件的微團(tuán)在脈動中被加熱并著火燃燒。(5)火焰不是連續(xù)的薄層，到處都有(6)各微團(tuán)間

12、相互滲透混合，不時(shí)形成新的微團(tuán)，進(jìn)行這不同程度的容積化學(xué)反應(yīng)。5、低速下火焰溫度的條件是什么？熱力條件：在火焰錐底部存在穩(wěn)定，強(qiáng)大，連續(xù)的點(diǎn)火源，能持續(xù)點(diǎn)燃未燃混氣余弦定理：火焰前沿各處的法向火焰?zhèn)鞑ニ俣扰c可燃混氣在火焰前沿法向方向的分速度相等。6、建立回流區(qū)的方法有哪些？鈍體火焰穩(wěn)定器，突擴(kuò)管道7、火焰高度與射流速度有什么關(guān)系？在層流范圍內(nèi)：火焰高度隨射流速度增加而增加在過渡區(qū)內(nèi):火焰高度隨射流速度增加而減少在湍流區(qū)內(nèi)：火焰高度穩(wěn)定不隨射流速度變化而變化8、高速氣流條件下火焰穩(wěn)定的方法？鈍體火焰穩(wěn)定器，引燃火焰穩(wěn)定器，旋流射流穩(wěn)定器，反吹射流穩(wěn)定器，不對稱射流穩(wěn)定器。第六章 液體燃料的霧化，

13、蒸發(fā)與燃燒1、什么是燃油的閃點(diǎn)，燃點(diǎn)，著火點(diǎn)。閃點(diǎn)：當(dāng)明火掠過液體燃料表面，產(chǎn)生短暫的火花（或者閃光），此時(shí)的溫度定義為閃點(diǎn)。燃點(diǎn)：當(dāng)明火掠過液體燃料表面，使油蒸汽燃燒（時(shí)間大于5s）而不熄滅，這時(shí)的溫度定義為燃點(diǎn)。著火點(diǎn)：燃油表面的油蒸汽發(fā)生自燃的最低溫度。2、什么是燃料的熱值？它可分為哪兩類？航空發(fā)動機(jī)中常用哪一種熱值，為什么？燃料的熱值：單位質(zhì)量或者單位體積燃料完全燃燒時(shí)釋放的熱量。分為：高熱值（HHV）低熱值（LHV）航空發(fā)動機(jī)因?yàn)榕懦龅臒煔鉁囟缺容^高，所以常使用低熱值。3、燃料的蒸發(fā)性能對航空發(fā)動機(jī)燃燒室性能有哪些影響？蒸發(fā)性能差：易低于貧油極限而熄火，特別是在低轉(zhuǎn)速工況下。蒸發(fā)性能

14、好：燃燒完全，耗油率低，易起動蒸發(fā)性能過好：高空低壓下易形成氣阻，飛機(jī)起飛時(shí)燃料猛烈燃燒，造成大量燃油損失。4、燃料粘度對航空發(fā)動機(jī)燃燒室性能有哪些影響？粘度越大霧化性能越差。粘度：多環(huán)環(huán)烷烴>環(huán)烷烴>芳香烴>烷烴5、航空燃?xì)廨啓C(jī)對于燃料的熱值和密度有何要求，為什么?為了減重，要有燃料的重量熱值和體積熱值都要大，燃料密度小。6、We數(shù)的物理意義是什么？其特征值約為多少？We數(shù)是作用于液滴表面的氣體里和表面張力的比值。 特征值是8.無粘流體 有粘流體 液滴破碎霧化模式：袋裝破碎，表面剝離，完全破碎7、葉柱的破碎霧化有那幾種模式？瑞利破碎（破碎發(fā)生在距離噴口很遠(yuǎn)）第一類風(fēng)生破碎模

15、式（破碎發(fā)生在距離噴口較遠(yuǎn)）第二類風(fēng)生破碎模式（破碎發(fā)生在距離噴口較近）霧化破碎模式（液體射流在脫離噴口時(shí)就已經(jīng)發(fā)生破碎）8、液膜的破碎霧化有哪幾種模式？邊緣破碎 波動破碎 穿孔破碎9、液體燃料霧化的特征參數(shù)有哪些？（6個(gè) 151頁）霧化細(xì)度液滴尺寸分布霧化錐角霧化均勻度流量密度分布霧化射程10、索太爾平均直徑(SMD)是如何定義的?為什么燃燒學(xué)中廣泛使用SMD?假設(shè)存在一個(gè)直徑相等的液滴群，其總表面積和體積與真實(shí)的液霧的總表面積和體積相同，而液滴數(shù)目可以不同。 則：廣泛使用SMD的原因:因?yàn)槠渫瑫r(shí)考慮了總體積和總表面積的等效性。液霧總體積反應(yīng)了液霧的總質(zhì)量，從而反映了燃燒的發(fā)熱量。液霧的總表

16、面積反應(yīng)了液霧蒸發(fā)的快慢。11、航空發(fā)動機(jī)燃燒室中常用的燃油噴嘴有哪幾種？直射式噴嘴 離心式噴嘴 空氣霧化噴嘴12、試簡要推導(dǎo)直射式噴嘴的流量公式。13、在航空發(fā)動機(jī)燃燒室中為什么要采用雙油路離心噴嘴?發(fā)動機(jī)在各種飛行條件和工作狀態(tài)下，最大和最小供油量往往相差20倍以上。供油量與壓差和噴口面積成正比。但是僅僅改變供油壓差無法滿足要求，因此采用雙油路離心噴嘴通過改變噴口面積來改變供油量。14、蒸發(fā)管燃燒室的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕 (2)能與火焰筒主燃區(qū)的氣流結(jié)構(gòu)相匹配 (3)燃燒效率高，不冒煙 (4)火焰呈藍(lán)色，熱輻射少 (5)出口溫度場較均勻且穩(wěn)定，不隨燃油量的多少而改變。

17、缺點(diǎn):火焰穩(wěn)定極限較窄，高壓工作時(shí)，蒸發(fā)管壁有過熱和燒蝕的危險(xiǎn)。15、試從質(zhì)量守恒的角度推導(dǎo)高溫中環(huán)境中相對靜止油珠的蒸發(fā)速率？16、試從能量守恒的角度推導(dǎo)高溫中環(huán)境中相對靜止油珠的蒸發(fā)速率？17、試畫圖說明單個(gè)油滴燃燒時(shí)的組分及溫度分布。18、什么是液滴蒸發(fā)的直徑平方定律？影響液滴蒸發(fā)時(shí)間的主要因素有哪些？影響液滴蒸發(fā)時(shí)間的主要因素有：1、 與液滴的初始直徑成正比2、 與蒸發(fā)常數(shù)K成反比3、 強(qiáng)迫對流條件下，k值增大，蒸發(fā)時(shí)間降低19、影響油霧燃燒的主要因素有哪些？(1)油滴蒸發(fā)或燃燒時(shí)，蒸發(fā)，消耗或新生成的物質(zhì)會對鄰近油滴附近的物質(zhì)濃度分布產(chǎn)生影響。(2)油滴蒸發(fā)或燃燒時(shí)，吸收或消耗的熱量

18、會對鄰近油滴周圍的溫度分布產(chǎn)生影響。第七章、主燃燒室概述1、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的功能是什么？將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，是氣體總焓增大，提高燃?xì)庠跍u輪和尾噴管中的膨脹做功能力。2、燃燒室基本設(shè)計(jì)特征的發(fā)展思路是什么？4、 燃燒室由哪些部件組成？各部件的功用是什么？（8個(gè)）燃燒室機(jī)匣：機(jī)匣與火焰筒一起，構(gòu)成燃燒室二股氣流通道擴(kuò)壓器：減速增壓火焰筒：燃燒過程在火焰筒內(nèi)部進(jìn)行罩帽：氣流流量分配器。使空氣按照流量設(shè)計(jì)要求分別流入內(nèi)、外二股氣流通道以及火焰筒內(nèi)部。頭部/旋流器:形成回流區(qū)，加速空氣和燃油的混合，保證穩(wěn)定燃燒燃油噴嘴：噴油霧化點(diǎn)火器：點(diǎn)火聯(lián)焰管：點(diǎn)燃無點(diǎn)火器的其他火焰筒2、簡述單管燃燒室的特點(diǎn)和

19、優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：每個(gè)火焰筒外側(cè)都包有一個(gè)單獨(dú)的燃燒室機(jī)匣，構(gòu)成一個(gè)單獨(dú)的燃燒室。優(yōu)點(diǎn)：(1) 旋流器與噴嘴配合比較好，便于組織燃燒(2) 調(diào)試用氣量少，拆裝維護(hù)方便(3) 燃燒室本身的強(qiáng)度和剛性好缺點(diǎn)：（7）(1) 總壓損失大(2) 迎風(fēng)面積大，飛行阻力大(3) 燃燒室出口溫度分布不均(4) 冷卻用氣量大(5) 環(huán)形截面積利用率低，燃燒室內(nèi)氣流平均速度大，不利于穩(wěn)定燃燒(6) 氣動性能差(7) 長度長，體積大，重量大。3、簡述環(huán)管燃燒室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和有缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：火焰筒是獨(dú)立的，二股氣流在進(jìn)入火焰筒前是相通的。優(yōu)點(diǎn):(1)迎風(fēng)面積小(2)調(diào)試用氣量較少(3)油與氣匹配好(4)發(fā)動機(jī)的強(qiáng)度和

20、剛性好缺點(diǎn)：(1) 有聯(lián)焰管，點(diǎn)火性能較差(2) 氣動布局較差，擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)困難(3) 出口溫度場不如環(huán)形燃燒室均勻(4) 比環(huán)形燃燒室的重量輕5、 簡述環(huán)形燃燒室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由四個(gè)同心圓筒組成，最內(nèi)和最外的兩個(gè)圓筒為燃燒室的內(nèi)外機(jī)匣。中間兩個(gè)圓筒構(gòu)成火焰筒優(yōu)點(diǎn)：(1) 不需要聯(lián)焰管，氣動性能好(2) 冷卻用氣量少(3) 結(jié)構(gòu)緊湊，空間利用率高。長度短，重量輕(4) 能與壓氣機(jī)配合獲得最優(yōu)的氣動設(shè)計(jì)，壓力損失最小(5) 出口溫度場分布均勻缺點(diǎn)：(1) 調(diào)試用氣量大(2) 對進(jìn)口流場敏感，易造成出口溫度分布變化(3) 燃油-氣流結(jié)構(gòu)配合不夠好(4) 燃燒室剛性不好(5) 拆裝維修

21、困難第八章、主燃燒室工作過程與性能1、簡述燃燒室主燃區(qū)空燃比對性能的影響。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)富有1、 流速低，穩(wěn)定性好2、 容易點(diǎn)火1、 燃燒“不干凈”有煙發(fā)光火焰產(chǎn)生碳沉積物2、出口溫度場分布不均勻化學(xué)恰當(dāng)比1、 燃燒完全2、 釋熱率高3、 燃燒“干凈”無煙非發(fā)光火焰無碳沉積物1、火焰溫度高，對燃燒室壁面的換熱率高貧油1、 燃燒非?！案蓛簟睙o煙非發(fā)光火焰無碳沉積物2、 火焰溫度低，因此換熱率低3、 出口溫度場分布較均勻1、氣流速度高，對火焰的穩(wěn)定性和點(diǎn)火性能不利2、 燃燒室中為什么要設(shè)置中間區(qū)？燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室總油氣比是由發(fā)動機(jī)總體設(shè)計(jì)方案更具循環(huán)參數(shù)確定的。由于渦輪葉片的工作溫度和冷卻技術(shù)的限制，因此

22、設(shè)計(jì)的總油氣比明顯偏離化學(xué)恰當(dāng)油氣比。為了確保燃燒室有效可靠運(yùn)行，發(fā)展了火焰分區(qū)概念。中間區(qū)的作用是：1、 對主燃區(qū)未燃成分進(jìn)行補(bǔ)燃2、 促使主燃區(qū)離解產(chǎn)物進(jìn)行復(fù)合反應(yīng)摻混區(qū)：通過空氣與燃燒產(chǎn)物混合獲得要求的燃燒室出口溫度分布3、 大多數(shù)燃燒室中具有哪些詳細(xì)的空氣動力特征？4、 擴(kuò)壓器的具體性能要求有哪些？（壓，對，在，長，出）(1) 壓力損失低(2) 對壓氣機(jī)出口流場變化不敏感(3) 在所有工況下運(yùn)行穩(wěn)定(4) 長度短(5) 出口氣流在徑向和周向都均勻5、 直壁擴(kuò)壓器擴(kuò)張角范圍是多少？擴(kuò)張角太大或太小會產(chǎn)生哪些影響？擴(kuò)張角范圍：6°12°擴(kuò)張角太大：邊界層引起較大的失速損

23、失擴(kuò)張角太?。罕诿婺Σ翆?dǎo)致總壓損失大，長度太長。6、 試比較流線型擴(kuò)壓器和突擴(kuò)擴(kuò)壓器的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)流線型擴(kuò)壓器1、流動損失呈流線型，總壓損失小1、長度太長2、性能及流動穩(wěn)定性對入口速度分布過于敏感3、性能非常容易受熱扭曲和制造公差的影響突擴(kuò)型擴(kuò)壓器1、結(jié)構(gòu)長度和重量大幅度降低，穩(wěn)定性好0壓力損失大7、 燃燒室中環(huán)腔的作用是什么？環(huán)腔：火焰筒壁和燃燒室內(nèi)外機(jī)匣之間形成的環(huán)形氣流通道作用:作為氣體流入火焰筒前的分布腔8、 燃燒室環(huán)腔中為什么要設(shè)置擋板和隔板？擋板：有效防止形成大的隨機(jī)的回流流動隔板：防止進(jìn)入摻混孔的流動產(chǎn)生漩渦9、 火焰筒上大尺寸空有那幾種？各自的作用是什么？主燃孔：使射流有足

24、夠的湍流強(qiáng)度和穿透深度，來強(qiáng)化燃燒過程摻混孔：摻混氣與高溫燃?xì)飧咝实剡M(jìn)行動量與熱量交換，有較大的穿透深度和動量補(bǔ)燃孔：用作補(bǔ)燃10、解決火焰筒壁面冷卻有哪兩種方法？各自起什么作用？(1)在火焰筒表面涂耐熱，隔熱涂層。作用：有效降低基體工作溫度。提高材料的熱強(qiáng)度和熱疲勞性能。(2)冷卻氣的冷卻作用。作用：在火焰筒內(nèi)表面形成一道冷卻氣膜及在火焰筒外表面加強(qiáng)氣流散熱。11、火焰筒中最常用的氣膜冷卻結(jié)構(gòu)有哪幾種？（噴，堆，機(jī)，波）波紋環(huán)帶，機(jī)械加工環(huán)帶，堆疊環(huán)帶，噴濺環(huán)帶12、火焰筒采用旋流器形成中心回流區(qū)的原理是什么？由于空氣粘性作用，旋轉(zhuǎn)擴(kuò)張著的進(jìn)氣氣流把火焰筒中心附近的氣流帶走，使中心區(qū)氣體變

25、得稀薄，壓力變低，在軸線方向上形成逆主流方向的壓差，在此壓差作用下，下游一部分氣體逆流過來進(jìn)行補(bǔ)充，形成氣體的回流區(qū)。13、常見的旋流器有哪些類型？軸向葉片式旋流器，徑向葉片式旋流器，復(fù)合型的雙旋流器或三旋流器14、一般衡量旋流器所形成旋流流動強(qiáng)弱的參數(shù)是什么？試寫出其表達(dá)型式。旋流數(shù) ：角動量軸向通量 ：軸向推力 ：旋流器外徑15、簡要描述火焰筒頭部工作情況。（1）新鮮空氣通過旋流器不斷進(jìn)入，燃油不斷供入。依靠回流區(qū)供給熱量，形成可燃混氣并著火燃燒（2）小部分燃燒產(chǎn)物進(jìn)入回流區(qū)，補(bǔ)充回流區(qū)的物質(zhì)和能量損耗（3）大部分燃燒產(chǎn)物流到火焰筒后段，與二股氣流摻混后流向渦輪16、航空燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的性

26、能要求有哪些？（11個(gè)）1、有關(guān)燃燒的（4）：（1）燃燒效率高（2）燃燒穩(wěn)定性好（3）無不穩(wěn)定燃燒（4）容易點(diǎn)火有關(guān)損失環(huán)保等（3）（5）壓力損失低（6）出口溫度場分布均勻（7排氣清潔3、 有關(guān)結(jié)構(gòu)壽命的（4）（8）可維護(hù)性好（9）壽命長（10）尺寸重量?。?1）易于加工制造成本低17、什么是燃燒效率“燃燒效率有哪幾種定義方法？國際上主要采用哪種方法？燃燒效率表示燃燒室內(nèi)燃料燃燒的完全程度。焓燃燒效率（進(jìn)出口工質(zhì)熱焓增量與燃料理論放熱率之比）溫升燃燒效率(進(jìn)出口實(shí)際總溫溫升與理論溫升之比)燃?xì)夥治龇ㄈ紵蕠H上主要采用燃?xì)夥治龇ㄈ紵?8、試畫出典型的燃燒效率曲線？并簡要解釋其變化趨勢。燃

27、燒效率設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)最高?？杖急绕x設(shè)計(jì)點(diǎn)時(shí)，燃燒效率都下降，富油變化陡，貧油變化緩。19、請畫出典型燃燒室的穩(wěn)定工作包線。20、畫圖說明壓力損失及燃燒溫度對燃燒室穩(wěn)定工作包線的影響。壓力降低穩(wěn)定工作包線范圍減小。21、用來表示燃燒室總壓損失的參數(shù)有那幾種？它們是如何定義的？總壓損失系數(shù) 總壓恢復(fù)系數(shù) 22、燃燒室出口溫度分布系數(shù)OTDF，RTDF，TPF和STPF是如何表達(dá)的？OTDF出口溫度分布系數(shù) RTDF出口徑向溫度分布系數(shù) ：燃燒室出口截面同一半徑上各點(diǎn)的總問，按周向取算術(shù)平均值后求得的高平均徑向總溫TPF沿周向平均的徑向溫度分布最大偏差：實(shí)際的沿周向平均的徑向溫度分布曲線與同一徑向位置處

28、設(shè)計(jì)徑向溫度分布曲線之差，并沿徑向不同位置取正的最大值STPF徑向溫度的最大偏差：任一周向位置上實(shí)際測出的沿徑向的溫度分布和理論溫度分布之差別，并且在不同的徑向位置，不同的周向位置上，取正的最大值與溫升比。23、燃燒室和火焰筒的熱容強(qiáng)度是如何定義的？熱容強(qiáng)度：單位壓力下，單位燃燒室（火焰筒）容積，每小時(shí)燃料所釋放的熱量。燃燒室熱容強(qiáng)度 火焰筒熱容強(qiáng)度24、ICO對于一個(gè)LTO循環(huán)是如何定義的？起飛（0.7min），爬升（2.2min），進(jìn)場（4min），滑行/地面慢車（26min）25、航空燃?xì)廨啓C(jī)中，導(dǎo)致燃燒室中產(chǎn)生CO的原因有哪些？（1）發(fā)動機(jī)低功率狀態(tài)下，供油油壓低，燃油霧化不良，燃燒不

29、充分（2）慢車時(shí)，燃燒的微團(tuán)在燃燒室停留時(shí)間縮短，燃燒不充分（3）燃燒室內(nèi)出現(xiàn)局部富油，缺氧； 二氧化碳高溫裂解 過早地有大量冷空氣過深地滲入（4）冷卻氣膜的淬熄作用，導(dǎo)致一氧化碳生產(chǎn)二氧化碳的反應(yīng)被凍結(jié)26、實(shí)際工程中，控制燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室排放可主要從哪幾個(gè)方面考慮？主燃區(qū)溫度和當(dāng)量比主燃區(qū)燃燒過程的勻性主燃區(qū)的停駐時(shí)間火焰筒壁面的淬熄特性中間區(qū)作用的恰當(dāng)發(fā)揮第九章、加力燃燒室1、簡述加力燃燒室的工作特點(diǎn)（1）進(jìn)口氣流溫度低（低于0.1MPa）（2）進(jìn)口氣速度高（350-450米每秒）（3）進(jìn)口氣流溫度高（4）沒有其他的轉(zhuǎn)動部件：溫度無需過多控制（4）燃燒室工作狀態(tài)變化小，不會出現(xiàn)極度貧油或富

30、油狀態(tài)（5） 進(jìn)口氣流含氧量低，比純空氣低1/31/42、力燃燒室的工作特點(diǎn)，對其提出了哪些性能要求？（5點(diǎn)）（1） 減小流動阻力（2） 提高燃燒效率降低耗油率（3） 防止振蕩燃燒（4） 出口溫度分布場盡可能均勻，以減小推力損失（5） 點(diǎn)火和燃燒穩(wěn)定性好3 、加力燃燒室由哪些部件組成？各部件的作用是什么？擴(kuò)壓器 減速增壓供油裝置：霧化噴油，與氣流形成有利于組織燃燒的濃度場點(diǎn)火器：點(diǎn)火火焰穩(wěn)定器：使火焰穩(wěn)定，流阻小防振隔熱屏：前段防止振蕩燃燒，后段隔熱加力燃燒室筒體：燃燒發(fā)生部位4、 阻塞比的定義是什么？它對燃燒組織有何影響？阻塞比等于火焰穩(wěn)定器的迎風(fēng)面積與加力燃燒室橫截面積之比阻塞比較小時(shí)，回

31、流區(qū)過小，火焰不易穩(wěn)定阻塞比較大時(shí)，回流區(qū)增大，火焰穩(wěn)定性增強(qiáng)。但是過大時(shí)，流通橫截面積減小，氣流速度變大，不利于火焰穩(wěn)定，且流動阻力大5、 常用的加力燃燒室點(diǎn)火方案有哪些？預(yù)燃室點(diǎn)火，熱射流點(diǎn)火，催化點(diǎn)火，高能電嘴點(diǎn)火6、 渦扇發(fā)動機(jī)中，加力燃燒室有哪些型式？外涵加力，核心流加力，分流加力，混合加力（多）7、 渦扇加力燃燒室中為什么要采用軟點(diǎn)火？渦扇發(fā)動機(jī)外涵氣流始終為亞音速，任何壓力脈動都可能前傳影響發(fā)動機(jī)，嚴(yán)重時(shí)引起風(fēng)扇和壓氣機(jī)的失速，喘振，甚至引起整機(jī)振動。8、 加力燃燒室火焰穩(wěn)定器有哪些類型？V型槽火焰穩(wěn)定器，沙丘火焰穩(wěn)定器，氣動火焰穩(wěn)定器，蒸發(fā)式火焰穩(wěn)定器9、 什么是加力比？什么是加溫比？二者有何關(guān)系？加力比：開加力推力和不開加力推力的比值 加溫比：加力燃燒室出口平均溫度和進(jìn)口平均溫度之比 二者關(guān)系：10、除了加力溫度外，加力比還受哪些因素的影響?進(jìn)口馬赫數(shù)，進(jìn)口馬赫數(shù)增大加力比減小。故應(yīng)選用較低的流動馬赫數(shù)。飛行馬赫數(shù)，飛行馬赫數(shù)增加時(shí)加力比迅速增大，