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航發科普 小噴嘴蘊含大能量!

時間:2020年12月15日   來源:中國航發
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  日常生活中噴嘴是很常見的一種設備,不論是噴灌土地、綠化帶的自動噴灌設施,還是生活中的小噴壺,我們都能看到噴嘴的影子。

 

 

  很多人可能不知道,在航空發動機上也有一種噴嘴,據說還起到了很大的作用。那么,它到底在發動機中扮演著什么角色?它又起到了什么樣的作用呢?小編這就帶大家一探究竟……

 

  1、航空發動機的噴嘴長啥樣?

  在航空發動機中有一種噴嘴,叫燃油噴嘴,通過流道約束將燃油細密地散射到燃燒室中,與空氣混合,燃燒膨脹做功,推動飛機升空。

 

  圖為燃油噴嘴的工作原理

 

  燃油噴嘴是發動機燃燒室關鍵組件,燃油在高壓下經過噴嘴流道約束,以一定能速和霧化形式噴射,并與壓縮空氣按一定比例混合燃燒,形成發動機工作源。

  噴嘴家族分為兩大類,直流式噴嘴和旋流式噴嘴。顧名思義,直流式噴嘴是指燃油以直射的形式噴出的噴嘴,多應用于加力燃燒室;旋流式噴嘴是指燃油以旋流的形式噴出的噴嘴,多應用于主燃燒室。

 

  2、燃油噴嘴都有哪些功能呢?

  燃油噴嘴是燃燒室重要零組件之一 ,說它是燃燒室的生命之源并不夸張。噴嘴的性能好壞決定了發動機的性能、可靠性、經濟性和壽命,所以有人把噴嘴譽為航空發動機皇冠上的“夜明珠”。

  燃油噴嘴的主要功能是將燃油霧化或汽化,加速混合氣形成,保證穩定燃燒和提高效率。

  1.霧化燃油

  噴嘴可以將燃油霧化成很細小的液滴,以增大燃油的蒸發表面積,然后使燃油像霧氣一樣從噴口噴出。由于壓力不同,燃油噴出時會出現不同的霧氣形態。

 

  圖為燃油霧化過程

 

  2.促進燃油和空氣的混合

  燃油和空氣的均勻快速混合是實現高效穩定燃燒的關鍵,由于液態碳氫燃料與空氣之間密度相差較大,使得燃料與空氣之間體積流量差別很大,空氣與燃油的體積比可達到3000倍以上,這相當于要使總管出來的燃油從一個點分散到一個很大的空間內,要實現上述過程,必須采用高性能的燃油噴嘴來實現燃油在大空間內的混合。

  3.組織并參與燃燒

  針對空氣霧化噴嘴而言,空氣霧化噴嘴需要借助進入燃燒室內的高壓空氣對燃油進行霧化和混合,同時霧化后的油氣混合物進入火焰筒內參與燃燒,一方面可以節省大量的燃燒用氣,另一方面也可以提高燃燒效率,降低排氣污染。

 

  3、燃油噴嘴的特點是什么?

  燃油噴嘴的特點可以說是“小而精”。

  “小”指的是噴嘴的結構尺寸小、重量輕,噴嘴頭部外徑不到20mm,重量約為260g;

  “精”指的是噴嘴具有高精度復雜外形、精密的內部液體流道、密集分布的微孔氣道。因此,噴嘴的制造工藝非常復雜。

  噴嘴的加工精度和質量對點火、燃油分布、霧滴尺寸、燃燒完全度和出口溫度場等均有很大的影響,因此每一種航空發動機噴嘴的設計加工都充滿了工作人員智慧的結晶。

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