燃燒室熱聲振蕩壓力脈動特性測試方法 編制說明

2024年12月3日，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會下達(dá)“國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會關(guān)于下達(dá)碳全國燃燒節(jié)能凈化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（SAC/TC441）歸口,正科學(xué)技術(shù)大學(xué)召開《燃燒室熱聲振蕩壓力脈動特性測試方法》國家標(biāo)準(zhǔn)編寫啟動會，（7）2025年3月21日-5月31日，全國燃燒節(jié)能凈化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會將通過郵件標(biāo)準(zhǔn)的可操作性和使用方便性。本標(biāo)準(zhǔn)堅(jiān)持規(guī)范性原則工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定要求成要素；堅(jiān)持科學(xué)性原則，標(biāo)準(zhǔn)模式與理論基礎(chǔ)及標(biāo)準(zhǔn)要求之間具有即理論-模式-標(biāo)準(zhǔn)要求，逐層轉(zhuǎn)化，做到結(jié)構(gòu)合理，層次清晰；結(jié)合的原則，既廣泛吸收經(jīng)典術(shù)語，又充分吸收和借鑒國內(nèi)外先保廣泛適用于先進(jìn)能源與動力裝置燃燒室熱聲振蕩壓力脈動特性的測原則，標(biāo)準(zhǔn)在具有廣泛的適用性的基礎(chǔ)上，在術(shù)語定義、關(guān)鍵參數(shù)、程、數(shù)據(jù)分析和可追溯性等方面都具備較高的可操作性，為燃燒《燃燒室熱聲振蕩壓力脈動特性測試方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃燒室熱聲振蕩壓力脈動采集和處理、測試報(bào)告等內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)整機(jī)、核心機(jī)和部件等先進(jìn)能源與動力裝置的燃燒室熱聲振蕩壓力脈動特性的測試和燃燒室的本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)參數(shù)是燃燒室熱聲振蕩壓力脈動信號，數(shù)態(tài)壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、電腦及其處理軟件組成。在試驗(yàn)過力傳感器對燃燒室熱聲振蕩壓力脈動信號進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，采集頻率不低注頻率的兩倍。數(shù)據(jù)的在線處理通常采用短時(shí)傅里葉變換（Short-TimTransform，STFT）對燃燒室壓力脈動原始時(shí)域數(shù)據(jù)以及燃燒室機(jī)械振動油氣比等參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)，結(jié)合測試過程中壓力脈動熱聲振蕩壓力脈動特性；建立燃燒室壓力脈動與機(jī)械試過程中機(jī)械振動和動應(yīng)力的超限情況，獲取燃燒室熱聲振蕩短時(shí)傅里葉變換是通過在信號上應(yīng)用窗函數(shù)，將信個(gè)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行傅里葉變換，從而得到時(shí)頻域的局部信息。變換，得到頻率成分w的幅值和相位信息，由目前，采用直接測量法或間接測量法測量燃燒室壓力脈動信號的測試方法開展實(shí)力脈動頻率小幅增加。研究了燃燒室出口邊界（阻尼環(huán)）對熱聲振蕩壓力脈動的抑制單孔突收型阻尼環(huán)中，隨著流通比減小，熱聲振蕩壓力脈動頻率隨之降低，幅值被顯著減弱，該研究對于發(fā)展航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室熱聲振蕩控制方法具有重要意80-93（2020），Physicsof方式測量分析了燃燒室的壓力場，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)環(huán)形燃燒室存在亥姆霍茲模態(tài)、一階周向亥姆霍茲諧振器（HR）被動控制策略，對燃燒室一階周向模態(tài)熱聲振蕩具有最佳的阻熱聲振蕩相關(guān)的壓力脈動。該研究已應(yīng)用于寬體客機(jī)渦扇發(fā)動機(jī)整機(jī)，熱聲振蕩抑制效果明顯，壓力脈動幅值減小80～90%。相關(guān)研究成果發(fā)表于P144(10):101005和CombustionandFlame268（力脈動信號驅(qū)動的熱聲不穩(wěn)定預(yù)測框架：第一種是使用符號動力學(xué)分析壓力脈動信號的動力學(xué)狀態(tài)，通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算所得動力學(xué)狀態(tài)對熱聲不穩(wěn)定的接近程度，從燃燒室壓力脈動數(shù)據(jù)和低排放航空發(fā)動機(jī)工業(yè)燃燒測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證，相關(guān)研將人工智能和大數(shù)據(jù)等智能化技術(shù)應(yīng)用到燃燒室熱聲振蕩監(jiān)測、分析和控制，對于開或周向加裝阻隔裝置兩種被動控制策略，有效抑制了燃燒室的壓力脈動，如圖9所示，將家用燃?xì)庠畹囊淮慰諝庖湎禂?shù)從0.66提高到0.88，熱效率從60%-70%提高至80%以在此基礎(chǔ)上發(fā)展的低碳節(jié)能燃?xì)庠罹呷紵M織與熱流協(xié)同調(diào)控技術(shù)榮獲國家發(fā)明創(chuàng)業(yè)《燃燒室熱聲振蕩壓力脈動特性測試方法》標(biāo)準(zhǔn)的建立服務(wù)于國家能耗雙控轉(zhuǎn)向?yàn)閲抑鞴懿块T制定相關(guān)政策和監(jiān)管提供技術(shù)支持；標(biāo)準(zhǔn)的建立為設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)構(gòu)提供燃燒室熱聲振蕩壓力脈動特性測試方法標(biāo)準(zhǔn)，有利于測試流程標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，提高數(shù)據(jù)的可信度、可溯源性和可比性，便于測試數(shù)據(jù)的行業(yè)共享評估和數(shù)據(jù)庫建立，節(jié)約了人工與時(shí)間成本；標(biāo)準(zhǔn)的建立有利于促進(jìn)各研究單位發(fā)展熱聲振蕩預(yù)測和控制方法、提升先進(jìn)能源與動力裝置低排放高性能燃燒室設(shè)計(jì)水平，數(shù)據(jù)采集和處理的規(guī)范性以及數(shù)據(jù)庫的建立助力