燃气轮机燃烧室火焰传递函数的尺度效应研究
能源与动力工程
资助企业:
东方电气集团东方汽轮机有限公司
资助年份: 2026
企业导师: 冯珍珍
指导教师: 徐亮亮
项目成员: 常奕佳、刘正翔、李翔宇
项目简介
项目概述
本项目以东汽自主研发的F级50MW重型燃气轮机(G50)燃烧室为工程原型,针对贫燃预混燃烧易引发热声振荡这一关键问题,采用实验研究与数值模拟相结合的方法,系统探究喷嘴几何参数与气动参数对分级旋流火焰传递函数(FTF)及火焰稳态与动态特性的影响规律。通过搭建双级旋流模化燃烧实验台并开展RANS、LES数值模拟,系统考察了不同参数对FTF、火焰动态特性和火焰稳态结构的影响,为G50燃烧室喷嘴优化及热声振荡抑制提供了数据支撑。
项目目标
1.揭示火焰传递函数的多参数调控机制:系统考察喷嘴几何参数和气动参数对火焰传递函数及火焰形态的影响规律,明确几何参数与气动参数的独立与耦合调控作用;
2.构建火焰响应数据集:整合实验与仿真数据,构建覆盖多参数宽范围的火焰响应数据集,为后续人工智能建模与分析提供高质量数据基础;
3.为燃气轮机燃烧室优化设计提供指导:建立参数与火焰响应之间的量化关联模型,为燃烧室喷嘴结构优化及热声振荡抑制提供数据基础与实验支撑。
项目成果
1.基于G50原型设计并搭建了双级旋流模化燃烧实验台,集成声学激励系统、传感器测量系统等,实现火焰自发光与速度脉动的同步采集,为火焰动态特性研究提供了可靠的实验平台;
2.揭示了旋流掺混段长度、值班喷嘴长度、空气流量、燃料分配比及当量比等参数对火焰传递函数及火焰形态的影响规律,并实现了部分参数的无量纲化分析。
3.整合实验与仿真数据,构建了覆盖多参数宽范围的火焰响应数据集,为燃烧室喷嘴结构优化提供良好的数据支撑。





