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燃气轮机燃烧室内部的传热和流动特性
第 2 章：实验装置 ................................................................................................ 16 2.1 空气供应 ................................................................................................................ 16 2.2 进气室和旋流器 ................................................................................................ 19 2.3 主燃烧室 ............................................................................................................ 23 2.4 出口排气扩散器 ................................................................................................ 25 2.5 传热实验 ............................................................................................................. 25 2.5.1 FLIR SC500 红外热成像系统 ............................................................. 25 2.5.2 INSTRUNET 温度测量系统 ............................................................................. 27 2.5.3 壁面加热器 ................................................................................................ 28 2.6 流动特性实验 ................................................................................................ 33 2.6.1 TSI IFA300 热线恒温风速仪 ................................................................ 33
基于HAN的单声道推进系统推进器的燃烧室的设计和分析用于航天器应用
本文提出了使用硝酸铵（HAN）推进剂进行航天施用的燃烧室的初步研究。燃烧室由两个部分组成，即推力室和收敛性（C-D）喷嘴。燃烧室的设计非常重要，因为在此封闭体积中释放的推进剂中的化学能，即推力室并通过C-D喷嘴部分扩展。因此，必须设计腔室，以提供推进剂反应和释放最大可用能量的必要空间，并且还应防止以热的形式损失能量。应最佳设计C-D喷嘴，以允许将焓的最大转化为动能。因此，推力室和C-D喷嘴以最佳尺寸设计，用于释放热量，以将HAN推进剂的燃烧转换为基于HAN的单核粉推进器的排气速度。在这项工作中，燃烧室，即推力室和C-D喷嘴在16 bar的压力下设计，以产生11 N的推力。进行了11 N分析以显示以11 N推力的燃烧室的压力和温度变化，用于航天器的16 bar的16 bar压力和腔室压力。从分析结果中发现，han+甲醇+硝酸铵+水的推进剂组合的单opellogent发动机适合于态度和轨道控制系统（AOCS）推进器的设计。
超越构建体积：冷喷涂增材制造......
冷喷涂增材制造 (CSAM) 使用惰性气体载体将金属粉末加速至超音速并将其喷射到目标物体上，随后粉末颗粒在目标物体上变形并通过固态结合粘附在基材上。通过更换粉末，该技术可用于制造多材料（或分级材料）部件。高性能液体火箭发动机 (LRE) 燃烧室通常是双金属的，结合了高热导率铜合金衬套和高强度镍合金结构夹套。因此，CSAM 工艺对于液体火箭发动机燃烧室制造具有许多优势。本文讨论了使用 CSAM 进行 LRE 制造的优缺点，然后描述了使用 CSAM 技术制造的演示双金属燃烧室的设计，并展示了制造试验的结果。
面向脱碳社会的氢/氨燃烧燃气轮机的开发，三菱重工技术评论第58卷第3期（2021年）
在全球加速迈向脱碳社会的背景下，三菱电力株式会社（三菱电力）不断努力开发氢/氨燃烧燃气轮机联合循环 (GTCC) 发电系统。大型燃气轮机的燃气轮机燃烧室已经开发完成，该燃烧室可使用天然气和 30vol% 的氢气混合物运行。三菱电力还在开发 100% 氢燃烧燃烧室。一种前景光明的氨燃气轮机联合循环也在开发中，它促进了氢气的能量运输，进一步扩大了无碳发电系统阵容。凭借这些技术，三菱电力正在参与欧洲、北美和其他大洲的氢燃烧 GTCC 项目，目标是在 2020 年代中期实现商业化。通过增加氢气需求，特别是通过大容量和高效率的 GTCC 系统，三菱电力将引领建立国际氢气供应链，为实现脱碳社会做出贡献。| 1. 简介
汉弗莱循环的替代结构以及燃料类型对其效率的影响
摘要 传统燃气轮机是一种非常成熟的技术，性能改进正变得越来越困难和昂贵。由于各自理想的燃气轮机循环具有更高的热效率，增压燃烧 (PGC) 已成为这方面的一项有前途的技术。当前的工作分析了两种带有增压燃烧的燃气轮机汉弗莱循环布局。一种布局复制了燃气轮机循环的经典布局，而另一种布局通过确保燃烧室在化学计量条件下运行来优化增压燃烧的使用。同时，使用两种不同的燃料（氢气和二甲醚）研究了这两种循环布局，以解释燃烧比热增加的差异及其对循环效率的影响。当前的工作最后尝试对增压燃烧室的最大损失进行基准测试，以实现与焦耳循环的效率平价，对于给定的 PGC 燃烧室增压。研究发现，与传统循环结构相比，采用化学计量燃烧的循环布局可使热效率提高多达 7 个百分点。此外，新布局的热效率对涡轮入口温度的敏感度较低，尤其是在低压缩机压力比的情况下。对两种燃料的研究表明，较大的质量比热增加会带来更高的循环热效率，在选择燃料时应予以考虑。最后，对于给定的燃烧室压力增益，计算了导致与焦耳循环效率平价的最大允许增压室压力损失。对于高于 1500°C 的涡轮入口温度，高于 1.6 的压力增益将允许增压室内至少 20% 的相对压力下降。对于较低的涡轮入口温度，相应的压力增益会变得相当高。
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风扇将大量空气加速到相对较低的速度。这部分空气流的一部分直接进入旁通管道。这是旁通气流“二次流”。另一部分（“一次流”）的压力在进入燃烧室之前通过 HP 压缩机增加。在燃烧室中，燃料/空气混合物点燃并通过涡轮部分膨胀。HP 涡轮提取能量以通过锥齿轮驱动 HP 压缩机和附件变速箱。LP 涡轮提取能量以驱动风扇。一次流继续通过排气混合器加速并与二次流混合。然后，气流通过喷嘴喷出。发动机推力是根据指令的 N1（LP 轴速度）实现的。
蓄热式微型燃气轮机—过程分析及对燃烧影响的实验研究
摘要：风力涡轮机和光伏等可再生能源是环保能源供应的关键。然而，它们不稳定的电力输出对供应安全构成了挑战。因此，具有存储能力的灵活能源系统对于可再生能源的扩展至关重要，因为它们允许存储非需求产生的电力并根据需要重新转换和供应。为此，提出了一种新颖的发电厂概念，其中高温储能 (HTES) 集成在传统微型燃气轮机 (MGT) 的回热器和燃烧器之间。它用于在供应过剩时存储可再生能源，随后用于减少 MGT 运行期间的燃料需求。因此，污染物排放显著减少，同时电网稳定。本文提出了一项数值过程模拟研究，旨在研究 HTES 的不同存储温度和负载曲线对 MGT 性能（例如燃料消耗、效率）的影响。此外，还推导出相关操作点及其工艺参数，如压力、温度和质量流速。由于燃烧室的运行条件受 HTES 的强烈影响，本文对其对燃烧室可操作性的影响进行了详细的理论分析，并对第一个适合该化合物的燃烧室设计进行了实验研究，并在较高的入口温度条件下进行了测试。
国际疲劳杂志 - mediaTUM
火箭发动机的再生冷却结构承受着极大的载荷。载荷是由热燃烧气体（对于 CH4/OX 约为 3500 K）和冷冷却通道流（对于 LCH4 约为 100 K）相互作用引起的，这导致结构中出现大的温度梯度和高温（对于铜合金最高可达 1000 K 左右），同时两种流体之间的压差也很大。本研究旨在更好地了解三个主要组成部分的物理行为：结构、热气体和冷却剂流以及它们之间的相互作用，特别是结构的寿命。自 1970 年代以来，已经进行了一些燃烧室结构的寿命实验。Quentmeyer 研究了 GH LOX 2/ 燃烧室的 21 个圆柱形 LH 2 冷却测试段的低周热疲劳 [1]。在微型燃烧室内安装了一个水冷中心体，以减少燃料消耗并形成火箭发动机的燃烧、音速喉部和膨胀区域。研究了三种不同的材料。热电偶被放置在冷却通道肋条和冷却剂的入口和出口歧管中。测试是在 41.4 bar 的腔室压力和 6.0 的混合比（氧气与燃料之比）下进行的。喉部区域的热通量达到 54 MW/m 2 。循环重复测试，直到通过感测冷却剂通道泄漏检测到燃烧室故障。没有定量研究热气壁的变形。单个冷却剂质量