当量比对超声速燃烧室等离子体点火流场及燃烧特性影响

为了解等离子体射流点火情况下超声速燃烧室燃烧组织和燃烧性能,开展了超声速燃烧室等离子体射流点火数值模拟,调节乙烯燃料喷射压力从而改变混气当量比,分别计算了混气当量比对燃烧室燃烧效率、流场特征、壁面压力分布、燃烧产物组分分布以及总压损失的影响。研究结果表明:增大混气当量比导致燃烧效率下降;凹腔前壁面与等离子体射流之间属于燃烧反应最剧烈区域,温度最高,混气当量比从0.138增加到0.311时燃烧反应放热区增大,但凹腔内温度降低,混气当量比为0.485和0.624时燃烧反应放热区减小,凹腔下游燃烧反应主要发生在下壁面;增加混气当量比导致燃烧室上壁面压力跃升点前移且压力值变大;燃烧室总压损失主要包括燃料射流与主流形成的斜激波造成的总压损失和燃烧放热导致的总压损失,增加混气当量比气流经过燃料射流时导致的总压损失增大,但燃烧室总压损失主要由燃烧反应程度控制,燃烧反应越剧烈总压损失越大。