本發明專利技術提供了一種交錯式后涵道引射混合器，包括分流環、后涵道引射混合器以及作動裝置，其中后涵道引射混合器導流片和分流環引流片交錯設置。本發明專利技術通過調節后涵道引射混合器，使變循環發動機在不同工作模式下均滿足混合器出口截面處的面積需求。在中等涵道比或較大涵道比工作模式下，使得內涵高溫氣流與部分外涵低溫氣流在后涵道引射混合器下游形成較強流向渦，加強了內涵高溫氣流與部分外涵低溫氣流在內涵通道內的摻混效果。在小涵道比工作模式下，使得后涵道引射混合器導流片和分流環引流片平行，有效地降低了后涵道引射混合器的流動損失。本發明專利技術還提供一種具有交錯式后涵道引射混合器的加力燃燒室。引射混合器的加力燃燒室。引射混合器的加力燃燒室。
【技術實現步驟摘要】
一種交錯式后涵道引射混合器及加力燃燒室
[0001]本專利技術屬于航空航天
，具體涉及一種應用于變循環發動機的后涵道引射混合器及加力燃燒室。
技術介紹
[0002]為了解決航空發動機低油耗與高推比之間的矛盾，變循環發動機概念應運而生。變循環發動機由于可通過改變部件幾何結構進而實現氣動熱力循環參數的改變，因此其兼具多種涵道比發動機的優點，可在不同涵道比條件下以不同模式工作。后涵道引射混合器是變循環發動機的關鍵部件，通過后涵道引射混合器和模式轉換閥、前涵道引射器的協同工作，可實現不同工作狀態下的模式轉換。同時，后涵道引射混合器對變循環發動機加力燃燒組織也至關重要。經過多年探索，國內外已研發出多款后涵道引射混合器，但是目前公開的后涵道引射混合器專利技術專利，大多注重后涵道引射混合器的面積調節方案，而忽視了內外涵氣流摻混性能。
技術實現思路
[0003]針對上述問題，本專利技術提供了一種應用于變循環發動機的交錯式后涵道引射混合器，其既能實現面積調節功能，又能兼顧內外涵氣流摻混效果，從而為加力燃燒室組織燃燒提供有利條件。
[0004]在本專利技術的一個方面，提供一種交錯式后涵道引射混合器，包括：中心錐、機匣、環繞地設置在所述中心錐與機匣之間的分流環、以及環繞地設置在所述中心錐與所述分流環之間的后涵道引射混合器；
[0005]其中，所述分流環前端的軸向位置靠近于所述中心錐的前端，從而將所述中心錐和所述機匣之間的氣體流動區域劃分為位于所述分流環與所述機匣之間的外涵區域和位于所述分流環與所述中心錐之間的內涵區域；
[0006]其中，所述分流環上設有氣流孔以及沿周向相鄰于所述氣流孔的引流片，所述后涵道引射混合器上設有與所述氣流孔相對應的導流片，所述導流片被構造為相對于所述氣流孔的角度θ可調節，從而調整外涵區域的空氣通過所述氣流孔進入所述內涵區域的氣流通道。
[0007]優選地，所述導流片相對于所述氣流孔的角度θ被配置為：
[0008]在中等或較大涵道比工作模式下，增大角度θ，從而根據設計需要提高通過所述氣流通道從所述外涵區域進入所述內涵區域的流量；以及
[0009]在小涵道比工作模式下，減小角度θ，從而根據設計需要減少或關閉通過所述氣流通道從所述外涵區域進入所述內涵區域的流量。
[0010]優選地，所述交錯式后涵道引射混合器還包括：
[0011]作動裝置，被配置為調整所述導流片相對于所述氣流孔的角度θ，從而在調大角度θ時，使所述氣流通道開啟而使加力燃燒室進入中等或大涵道比工作模式，而在調小角度θ
時，使所述氣流通道縮小或關閉而使加力燃燒室進入小涵道比工作模式。
[0012]優選地，所述分流環在所述氣流孔的前側具有與流向呈第一傾角α的分流環前緣，所述第一傾角α被構造為使所述內涵區域在所述分流環前緣處向外涵區域傾斜，所述后涵道引射混合器在所述導流片的前側具有與流向呈第二傾角β的后涵道引射混合器前緣，所述第二傾角β被構造為使所述外涵區域在所述后涵道引射混合器前緣處向內涵區域傾斜。
[0013]優選地，多個所述氣流孔沿周向均勻分布在所述分流環上，多個所述引流片沿周向均勻分布在所述后涵道引射混合器上，并且多個所述氣流孔與多個所述引流片相互交錯設置。
[0014]優選地，所述引流片被構造為與流向呈傾角γ，所述傾角γ被構造為使所述內涵區域在所述引流片處向外涵區域傾斜，從而引導所述內涵區域的氣流增大徑向速度，使得所述內涵區域的氣流速度矢量朝向所述外涵區域方向。
[0015]優選地，所述導流片面向所述外涵區域的一側被構造為具有與所述分流環相同半徑的弧面，從而提高所述氣流通道關閉時的所述導流片與所述氣流孔之間的密封性。
[0016]優選地，所述導流片面向所述內涵區域的一側被構造為比面向所述內涵區域的一側半徑更小的弧面，從而擴大沿導流片兩側的內涵高溫氣流與外涵低溫氣流之間的接觸面，促進內涵高溫氣流與外涵低溫氣流的剪切層產生流向渦。
[0017]優選地，所述導流片在周向的兩側垂直設置有隔板，所述隔板被構造為在所述導流片相對于所述氣流孔開啟時封堵于所述引流片與所述導流片之間。
[0018]在本專利技術的另一個方面，提供一種加力燃燒室，包括如前文任一項實施例所述的交錯式后涵道引射混合器。
[0019]因此，本專利技術具有的有益技術效果至少包括以下一種：
[0020]在加力燃燒室涵道比變化范圍較大時，通過作動裝置調節后涵道引射混合器，調整在不同涵道比工作模式下的內外涵氣流通道面積，可以滿足變循環發動機在不同工作模式下對面積變化的需求，并且將外涵氣流流量按設計比例引入內涵進行摻混。
[0021]在中等或較大涵道比工作模式下，后涵道引射混合器導流片和分流環引流片相互交錯設置，使得內涵高溫氣流與引入的外涵低溫氣流交錯摻混，增大了所述內涵區域的高溫氣流與通過所述氣流通道進入內涵的外涵低溫氣流接觸面，加強了內外涵氣流的摻混。
[0022]在中等或較大涵道比工作模式下，后涵道引射混合器導流片向中心方向傾斜，交錯設置的后涵道引射混合器導流片和分流環引流片相互配合，形成較大的夾角θ，內涵高溫氣流與部分外涵低溫氣流在下游流場中形成較強流向渦，進一步加強了內外涵氣流的摻混，使得內涵氣流與部分外涵氣流混合后的溫度分布均勻。
[0023]在小涵道比工作模式下，后涵道引射混合器導流片向遠離中心方向傾斜，使得后涵道引射混合器導流片和分流環引流片平行，有效地降低了后涵道引射混合器的流動損失。
附圖說明
[0024]附圖用來提供對本申請技術方案的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本申請的實施例一起用于解釋本申請的技術方案，但并不構成對本申請技術方案的限制。
[0025]圖1為應用本專利技術的變循環發動機加力燃燒室處于中等或較大涵道比工作模式時
平行于軸向的剖視結構示意圖及工作原理示意圖；
[0026]圖2為應用本專利技術的變循環發動機加力燃燒室處于小涵道比工作模式時平行于軸向的剖視結構示意圖及工作原理示意圖；
[0027]圖3應用本專利技術的變循環發動機加力燃燒室處于中等或較大涵道比工作模式時的工作原理補充示意圖；
[0028]圖4為本專利技術全環形后涵道引射混合器與分流環配合時的立體結構示意圖；
[0029]圖5為本專利技術全環形后涵道引射混合器立體結構示意圖；
[0030]圖6為本專利技術提供的第一種后涵道引射混合器導流片立體結構示意圖；
[0031]圖7為本專利技術提供的第二種后涵道引射混合器導流片立體結構示意圖；
[0032]圖8為應用本專利技術提供的第二種后涵道引射混合器導流片的后涵道引射混合器立體結構示意圖；
[0033]圖9為本專利技術提供的配合后涵道引射混合器設計的分流環立體結構示意圖；
[0034]圖10為應用商用CFD軟件數值計算45
°
扇形流體域獲得的后涵道引射混合器下游流場沿程流向渦、溫度分布示意圖；
[0035]附圖標記說明：
[00本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種交錯式后涵道引射混合器，其特征在于，包括：中心錐(4)、機匣(1)、環繞地設置在所述中心錐(4)與機匣(1)之間的分流環(3)、以及環繞地設置在所述中心錐(4)與所述分流環(3)之間的后涵道引射混合器(2)；其中，所述分流環(3)前端的軸向位置靠近于所述中心錐(4)的前端，從而將所述中心錐(4)和所述機匣(1)之間的氣體流動區域劃分為位于所述分流環(3)與所述機匣(1)之間的外涵區域(b)和位于所述分流環(3)與所述中心錐(4)之間的內涵區域(a)；其中，所述分流環(3)上設有氣流孔(33)以及沿周向相鄰于所述氣流孔(33)的引流片(32)，所述后涵道引射混合器(2)上設有與所述氣流孔(33)相對應的導流片(23)，所述導流片(23)被構造為相對于所述氣流孔(33)的角度θ可調節，從而調整外涵區域(b)的空氣通過所述氣流孔(33)進入所述內涵區域(a)的氣流通道。2.根據權利要求1所述的交錯式后涵道引射混合器，其特征在于，所述導流片(23)相對于所述氣流孔(33)的角度θ被配置為：在中等或較大涵道比工作模式下，增大角度θ，從而根據設計需要提高通過所述氣流通道從所述外涵區域(b)進入所述內涵區域(a)的流量；以及在小涵道比工作模式下，減小角度θ，從而根據設計需要減少或關閉通過所述氣流通道從所述外涵區域(b)進入所述內涵區域(a)的流量。3.根據權利要求1所述的交錯式后涵道引射混合器，其特征在于，還包括：作動裝置，被配置為調整所述導流片(23)相對于所述氣流孔(33)的角度θ，從而在調大角度θ時，使所述氣流通道開啟而使加力燃燒室進入中等或大涵道比工作模式，而在調小角度θ時，使所述氣流通道縮小或關閉而使加力燃燒室進入小涵道比工作模式。4.根據權利要求1所述的交錯式后涵道引射混合器，其特征在于，所述分流環(3)在所述氣流孔(33)的前側具有與流向呈第一傾角α的分流環前緣(31)，所述第一傾角α被構造為使所述內涵區域(a)在所述分流環前...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉玉英，何志杰，劉廣海，祝金玉，
申請(專利權)人：北京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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