火焰筒

摘要： 某航空发动机火焰筒整流罩在工作过程中发生断裂,通过宏/微观形貌观察、表面质量检查、金相检验、疲劳试验和动应力测试等方法分析了断裂原因。结果表明:整流罩断裂性质为高周疲劳断裂,疲劳裂纹源位于整流罩转角应力集中处;整流罩原始锻件晶粒尺寸粗大,使得疲劳强度较低,这是整流罩发生疲劳断裂的一个主要原因;在最大振动应力作用下,整流罩转角应力集中处载荷过大,明显高于其动强度储备,这是整流罩发生疲劳断裂的另一主要原因;整流罩转角应力集中处的异常轴向划痕进一步提高了此处的应力集中系数,促进了疲劳裂纹的萌生。

摘要： 连续纤维增韧的碳化硅复合材料火焰筒是航空发动机重要的热端部件之一,对其进行热冲击性能评估具有十分重要的意义.为了考察陶瓷基材料与金属材料的连接性能及火焰筒本体特征部位的抗热疲劳性能,采用扣锁式壁面温度测试方法和基于材料热响应试验制定的热冲击时域循环,对连续纤维增韧的碳化硅复合材料制备的航空发动机火焰筒试件进行燃气热冲击性能研究.试验中,通过准稳定壁温获取试验得到了火焰筒试验件准定常状态时外壁面温度参数;按照加速试车原则确定了热冲击时域循环参数;参照航空发动机100次起降对应的燃烧室经历的热载荷,以100次时域循环作为火焰筒试件试验评估的最终循环次.试验结果表明:经100次热冲击循环后,试件考核部位表现出较好的连接性和抗热疲劳性能,为连续纤维增韧的碳化硅复合材料制备的航空发动机热端部件的工程优选和设计优化提供了试验支撑.

摘要： 航空发动机燃烧室火焰筒承受高温、高压燃气,以及较高的热应力和振动应力,工作环境极其恶劣.随着航空发动机性能提高,燃烧室工况温度不断升高,对火焰筒冷却结构、基体材料、表面防护等3方面提出了更高要求.本文针对国外航空发动机火焰筒,介绍国际三大航空发动机公司的火焰筒结构设计特点,重点论述材料和制造工艺的应用现状,涵盖火焰筒常用的高温合金牌号及其性能,制造工艺涉及锻造、铸造、钣金、焊接、涂层、激光打孔等多种工艺,最后展望火焰筒材料工艺未来的发展趋势,介绍陶瓷基复合材料火焰筒的最新研究进展和应用情况.

摘要： 为了优化斜流驻涡燃烧室火焰筒的冷却设计方案,根据燃烧室各部分流量分配设计要求,结合工程计算和理论设计思路,开展火焰筒壁面冷却结构设计研究.在设计多斜孔冷却方案时,分析凹腔内近壁面流场、绝热壁温、有效温比及冷却气量等参数,并据此进行进一步优化设计.结果表明:采用多斜孔加冲击复合结构有效保护了凹腔壁面,凹腔前壁最高温度降低400 K.

摘要： 采用分级燃烧组织模式的高温升和低污染燃烧室是航空发动机燃烧部件发展的趋势,但随之带来了火焰筒头部燃烧空气量的增加和冷却空气量的大幅减少,为此,在工程设计中采用先进的冷却结构,或探索应用具有更高耐热能力的陶瓷基复合材料,提升火焰筒的耐温特性,才能满足低冷却空气量下的火焰筒热防护设计和使用寿命的基本要求。

摘要： GE外贸产品燃烧室火焰简由薄板材料通过焊接、成型、机械加工等工序加工而成,成型后整个型面上车加工91条高度为0.762mm的筋条,焊接和成型的质量直接影响车加工壁厚尺寸,易造成零件壁厚的减薄.经试验,通过调整原材料的厚度以及下料形状和尺寸,并细化工序要求、改进工艺方法,从而保证了此类零件车加工后的壁厚要求,为解决公司GE火焰筒类零件机加壁厚问题提供了很好的借鉴和稳定的工艺路线和加工方法,同时大大降低了零件废品率,提高了经济效率.

摘要： 介绍了PG9171E型燃气机组低氮燃烧DLN1.0+升级改造调试过程中机组检测不到火焰的问题,对检测不到火焰的原因进行了分析,叙述了解决方法,具有一定的推广意义.

摘要： 为确保环管型燃烧室火焰筒流量分布的均匀性,要求单台火焰筒流量相对偏差δ位于±1.5％之内.采用模拟压比法与相似理论,建立了火焰筒空气流量特性对比试验的数学模型,并对数据处理模型的误差传递进行分析,得出现有模型存在一个不能对火焰筒真实特性进行判定的区间,火焰筒入口空气压力偏差Δp1是引起δ误差的关键因素.为此,设计了一种基于两级扩散、整流集气装置的空气流量试验系统,并对一组16台火焰筒试验件进行了入口压力p1为20 kPa,40 kPa,60 kPa及80 kPa下的空气流量试验研究.数据显示火焰筒入口压力偏差小于±0.05 kPa,入口压力脉动相对值小于0.25％,产品特性参数C值的相对误差不大于±0.01％,可以实现对火焰筒流量特性一致性的判定.

摘要： 针对某型航空发动机火焰筒变形导致翻边孔位置度超差的问题,开展了提高翻边孔位置精度的工艺研究.通过对零组件结构及各阶段加工工艺路线分析,确定了影响翻边孔位置精度的主要因素.首先在零件加工时,针对单件成型及机械加工工艺,采用互为基准原则、改善夹具压紧均匀性,显著提高了零件状态火焰筒翻边孔位置精度;其次在组件焊接及热处理工艺中,调整焊接夹具定位方式、提出控制热处理变形的方法,解决了组件状态孔位置度超差的问题.经试验验证性能满足设计要求.

摘要： 基于对优化使用贫油直喷(LDI)燃烧室的航空发动机提高燃烧效率、降低有害排放的需求,本文通过燃烧试验研究探讨了火焰筒出口尺寸可改变的单元贫油直喷燃烧室,在使用不同结构的旋流器时的燃烧性能(旋流叶片安装角为55?)。试验中分别测试了使用单级轴向旋流器,同向双级轴向旋流器以及反向双级轴向旋流器的单元LDI燃烧室的燃烧性能。并且在每次燃烧试验中,测试了火焰筒出口面积从100%逐步缩小至25%对燃烧效果的影响。基于对燃烧效果的分析,探讨了旋流器结构以及火焰筒结构对燃料与空气混合速率以及效果、生成火焰形状和稳定性以及燃烧效率的影响。

摘要： 设计了五种不同几何排列的火焰筒发散冷却结构模型,采用CFD数值计算及试验验证的方法,在不同的雷诺数Re和出流比SR下,对这五种模型进行了对流换热特性的研究,并对数值计算结果与试验结果进行了对比.研究结果表明:对于不同模型,平均努赛尔数呈现不同变化趋势;在相同壁面区域平均努赛尔数随着雷诺数的增大而增大;在相同壁面区域平均努赛尔数随着出流比的增大而增大;随着出流比的增大,发散孔后边的低温区域越来越小;平均努赛尔数的数值计算结果和试验结果有相同的变化趋势,随着雷诺数的增大数值计算结果和试验结果越来越接近;数值计算模型与实际相符,边界条件选择恰当.

摘要： 本文在不同冲击孔与中心位置发散孔横向间距下,设计了三种不同几何排列的火焰筒冲击发散模型,采用CFD数值计算及试验验证的方法,在不同的冲击雷诺数Re和出流比SR下,对不同模型进行了对流换热特性的分析,并对数值计算结果与试验结果进行了对比.研究结果表明:对于不同模型,平均努赛尔数呈现不同变化趋势;随着冲击雷诺数的增加,平均努赛尔数逐渐增大且变化明显;随着出流比增大平均努赛尔数变大但已经不明显;模型的纵向间距越小,平均努赛尔数越大;平均努赛尔数的数值计算结果和试验结果有相同的变化趋势,随着雷诺数的增大数值计算结果和试验结果越来越接近;数值计算模型与实际相符,边界条件选择恰当.

摘要： 为提高燃烧室高空高原点火性能,设计出一种合理的头部回流区,采用CFD数值计算,研究不同导流板与涡流器相对位置对火焰筒冷态流场的影响.研究结果表明,随着导流板与涡流器轴向位置D的增大,头部涡流器沿导流板出流锥角逐渐变小,导流板与内外环间隙速度减小;在相同D下,导流板之间密封时火焰筒内外环与导流板之间速度比导流板之间未密封时大,射流距离更远,头部两回流涡轴向长度更大,两回流涡距离壁面更远、涡间距离更小;导流板之间密封时内外环回流涡比未密封时形状大、长度更狭长,整个头部回流区域更大、稳定性更强,这种流场有助于稳定燃烧和火焰联焰;导流板之间密封时两回流涡之间速度比未密封时大,随着D的增大这种影响越来越小.

摘要： 某电厂的S109FA SS联合循环机组燃气轮机于2015年发生一起分散度异常事件,然而按照之前排查分散度异常的方法,找不出原因.将燃烧室、火焰筒拆出后,发现火焰筒密封圈烧蚀,至此找出该次分散度异常的原因为火焰筒密封圈烧蚀所引起.

摘要： 为了分析冲压发动机火焰筒高温疲劳损伤特性,采用多场耦合仿真分析手段和疲劳寿命分析方法,对火焰筒在各热响应过程中的结构响应特点和疲劳损伤特性进行了仿真研究,并与试验结果进行了对比.结果表明:(1)在发动机启动、加速热冲击过程中,火焰筒产生最大峰值热应力;(2)发动机启动加速、机动变轨等热冲击过程对火焰筒造成的高温低循环疲劳损伤及单位时间蠕变持久疲劳损伤最大;(3)火焰筒最大疲劳损伤部位主要位于火焰筒末端高温区,蠕变持久疲劳损伤模式为该火焰筒的主要疲劳损伤模式,与试验结果吻合很好.

摘要： 本文介绍了龙江广瀚燃气轮机火焰筒数字化生产线的建设背景、方案架构、功能组成和实施效果,重点论述了通过"分布式柔性制造单元"、"MBD"思想,建设适合燃气轮机行业的小批量、多品种、高质量、重追溯的火焰筒数字化生产线.该生产线符合火焰筒预研和批产订单混线生产的业务特点,提升了火焰筒部件的研制效率、制造质量.

摘要： 介绍了MS9001FA型燃气轮机因火焰筒弹性密封整圈脱落造成大量冷空气进入燃烧室通道,引起燃气轮机排气温度分散度异常案例.通过对该异常工况的持续跟踪和分析,深入检查关联部件,历时一年最终将此故障根除,并对此故障的潜在危害和根本原因进行探析,为处理和避免类似故障积累经验.

摘要： 燃烧室冷却一直是燃烧室设计的一个重要环节.其中瓦片结构的浮动壁式火焰筒是新型发动机燃烧室的先进技术之一,这种结构的火焰筒可以有效降低火焰筒壁温,延长火焰筒的工作寿命,本文利用FLUENT软件对燃烧室进行数值仿真模拟计算,进一步解析浮动壁式火焰筒的工作原理及特点.

摘要： 航空发动机火焰筒处于发动机的热端,在工作循环过程中受到的循环变化温度载荷将会使其受到热疲劳损伤.对火焰筒常用镍基高温合金GH536的热疲劳行为进行试验研究.针对火焰筒受到载荷特征以及火焰筒的结构特征开展中心孔平板试样热疲劳试验以及热循环保载试验,研究热疲劳载荷条件下GH536平板试验的裂纹萌生及裂纹扩展规律,揭示热疲劳破坏失效机理.研究发现,随着试验中温度循环的上限温度的提升,裂纹的萌生寿命变短,裂纹的扩展速率变大.并且在不同上限温度的试验中,裂纹萌生方式皆为穿晶断裂,裂纹扩展方式皆为沿晶断裂.

摘要： 燃烧室是航空发动机的高温部件，工作条件极为恶劣。发动机分解发现如下故障：火焰筒定位块脱落，同时发现火焰筒联焰管根部严重磨损，靠近联焰管的火焰筒壁面烧蚀等故障。本研究通过对压气机整流叶片后方气流流场的数值模拟,分析气动力对火焰筒及其定位块的影响.计算结果表明,气流经整流叶片后,切向速度不大,通过火焰筒作用在定位块的气动力有限,影响不大,为排故工作提供了理论指导.总之，火焰筒定位块为非主承力件，功能为周向限位。在发动机工作过程中，定位块受到与外套后安装边定位槽相互作用产生的剪切力，剪切力主要来源于火焰筒在工作过程中受到的机械振动载荷和气动载荷，经过数值分析，气动载荷对火焰筒没有明显的压力差，且量值很小，不会造成过大的剪切力已造成定位块断裂，因此机械振动应为故障产生的主要原因，应进行机械应力变形分析总结故障原因。

摘要： 本发明公开了一种火焰筒头部结构、火焰筒及燃气轮机发动机，包括安装于火焰筒入口端上的用于隔绝内部燃气与外部空气的头部壁体以及安装于头部壁体的入口端上的用于使气流形成旋流后引入头部壁体内的旋流结构，头部壁体上设有多个发散孔，且发散孔的中轴线向旋流的旋向倾斜，通过发散孔引导头部壁体外的一部分空气射入头部壁体内形成朝旋流的旋向倾斜的射流，使头部壁体内的射流和旋流相互作用在头部壁体的内壁面处旋转形成贴合于头部壁体的内壁面上的壁面旋转气膜，从而实现对头部壁体的保护。本发明的火焰筒头部结构，通过壁面旋转气膜隔绝热燃气与头部壁体直接接触并吸收头部壁体的热量，从而对头部壁体的进行冷却防护。

摘要： 本发明公开了一种火焰筒的大弯管，包括同轴布设的内安装环和外安装环，以及多个呈弯曲状的弯管片，外安装环设于内安装环的一侧并用于与火焰筒的筒本体的气流输出端连接，多个弯管片沿周向拼装组合形成呈喇叭状的整环结构，内安装环与整环结构的内边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的内边缘对整环结构进行径向支撑，外安装环与整环结构的外边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的外边缘对整环结构进行径向支撑和进行轴向限位。本发明还涉及一种火焰筒的大弯管的组装方法，本发明还涉及一种火焰筒。本发明的火焰筒的大弯管，在大弯管局部受损时，只需单独更换受损的部分即可对大弯管进行维护，降低了发动机的使用和维护成本。

摘要： 本发明提出一种火焰筒、微型涡喷发动机及火焰筒的制备工艺，火焰筒的筒体包含内环壁和外环壁，内环壁与外环壁之间具有燃气流道，内环壁的前端与外环壁的前端之间设置有头部，头部的前端经由支承杆连接于一扩压器，外环壁的后端设置有支撑结构，支撑结构的后端和内环壁的后端连接于一燃气涡轮导向器。其中，内环壁、外环壁、头部、支承杆以及支撑结构为一体结构。内环壁与同侧的外环壁的间距在轴向上由前至后渐增，而使燃气流道的截面宽度由前至后渐增。

摘要： 本公开涉及一种火焰筒壁板，该火焰筒壁板包括：壁板本体，形成筒形结构；以及多个第一发散孔，沿圆周方向均匀间隔形成于壁板本体上；位于相同壁板本体轴向长度位置的多个第一发散孔形成一个第一发散孔阵列，多个第一发散孔阵列沿壁板本体的轴向方向顺次排布，用于在壁板本体内形成旋流。本公开还提供一种采用该火焰筒壁板形成的火焰筒以及设有该火焰筒的燃气轮机燃烧室。

摘要： 一种燃烧室火焰筒支撑装置及利用该装置进行火焰筒热障涂层喷涂的方法，本发明涉及一种燃烧室火焰筒支撑装置及利用该装置进行火焰筒热障涂层喷涂的方法，本发明的目的是为了解决现有在火焰筒内壁制备热障涂层时，涂层结构和性能的控制较为困难的问题，本发明装置包括桌面、桌腿、底盘和定位盘，桌面和桌腿固定连接，桌面中心开有圆孔，桌腿底部设有底盘，底盘下表面中心设有定位盘。方法为：非喷涂区域保护、火焰筒内壁喷砂、喷砂清理、装夹、找正、粘结层喷涂、陶瓷面层喷涂、清理，即完成。本发明能在燃烧室火焰筒表面制备厚度均匀、结合力高、氧化率和孔隙率适宜的热障涂层。本发明应用于燃气轮机燃烧室火焰筒热障涂层等离子喷涂领域。

摘要： 本发明公开了一种增材制造火焰筒热障涂层的制备方法，包括以下步骤：建立上模具和下模具的增材制造CAD数字模型，并制备上模具和下模具；将下模具设置在火焰筒的内壁上，并将冷却孔的一端封堵住；将上模具设置在火焰筒的外壁上，并使通孔与冷却孔的另一端对齐；向通孔内注入陶瓷浆料，使陶瓷浆料填充到通孔及对应的冷却孔内；对陶瓷浆料进行烧结固化，在冷却孔内形成陶瓷保护芯；重复前述步骤，直至火焰筒上的所有冷却孔内均形成陶瓷保护芯；在火焰筒外表面沉积热障涂层，并去除冷却孔内的陶瓷保护芯。本发明还公开了一种由上述方法制备热障涂层的火焰筒。该制备方法解决了增材制造火焰筒热障涂层沉积过程中冷却孔极易被堵塞的问题。

摘要： 本申请提供了一种燃烧室火焰筒及燃烧室火焰筒高效冷却方法。燃烧室火焰筒，包括筒本体，筒本体筒壁上的冷却孔和冷却槽/缝。沿筒壁的厚度方向，冷却孔和冷却槽/缝依次排布并相互连通，外部气体依次经过冷却孔和冷却槽/缝进入筒本体的内腔；冷却孔的延伸长度大于冷却孔的孔径；沿垂直于气体的流入方向，冷却槽/缝的长度大于冷却槽/缝的槽/缝宽。外部气体对燃烧室火焰筒外壁和内部进行冷却降温，经过冷却孔和冷却槽/缝后速度增加，形成与筒壁面具有较大接触面积的、并紧紧贴在内壁上的气体膜层，以对燃烧室火焰筒进行均匀散热；气体膜层可以隔绝筒壁与内腔高温燃气的直接接触，以对燃烧室火焰筒的筒壁进行换热冷却，冷却效率高。

摘要： 本申请属于燃气轮机燃烧室火焰筒结构设计技术领域，具体涉及一种火焰筒头部，包括：轴向旋流器；文氏管，其进口与轴向旋流器的旋流出口对接；轴向旋流器的旋流出口向其与文氏管间的夹角部位倾斜；径向旋流器，套接在文氏管外周；头部转接段，其进口连接到径向旋流器；导流筒，在头部转接段内设置，其进口与径向旋流器的旋流出口对接；文氏管的出口伸入导流筒。此外，一种火焰筒，包括：火焰筒内壁；火焰筒外壁，套设在火焰筒内壁外周，其前端与火焰筒内壁前端连接，连接部位间具有多个沿周向分布的头部转接口；多个上述的火焰筒头部，每个火焰筒头部的头部转接段的出口对应与一个头部转接口对接。

摘要： 本发明公开了一种火焰筒的大弯管，包括同轴布设的内安装环和外安装环，以及多个呈弯曲状的弯管片，外安装环设于内安装环的一侧并用于与火焰筒的筒本体的气流输出端连接，多个弯管片沿周向拼装组合形成呈喇叭状的整环结构，内安装环与整环结构的内边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的内边缘对整环结构进行径向支撑，外安装环与整环结构的外边缘可拆卸地连接并用于从整环结构的外边缘对整环结构进行径向支撑和进行轴向限位。本发明还涉及一种火焰筒的大弯管的组装方法，本发明还涉及一种火焰筒。本发明的火焰筒的大弯管，在大弯管局部受损时，只需单独更换受损的部分即可对大弯管进行维护，降低了发动机的使用和维护成本。

摘要： 本实用新型涉及一种火焰筒壁板，该火焰筒壁板包括：壁板本体，形成筒形结构；以及多个第一发散孔，沿圆周方向均匀间隔形成于壁板本体上；位于相同壁板本体轴向长度位置的多个第一发散孔形成一个第一发散孔阵列，多个第一发散孔阵列沿壁板本体的轴向方向顺次排布，用于在壁板本体内形成旋流。本实用新型还提供一种采用该火焰筒壁板形成的火焰筒以及设有该火焰筒的燃气轮机燃烧室。