燃烧室内的压力分布如何影响发动机的怠速稳定性

燃烧室内的压力分布对发动机怠速稳定性的影响

发动机的怠速稳定性受到多种因素的影响，其中燃烧室内的压力分布是一个重要的因素。燃烧室内的压力分布不仅影响发动机的正常工作，还可能引发一系列的问题，如燃烧不稳定性、机械振动等。以下是燃烧室内的压力分布如何影响发动机的怠速稳定性的详细解释：

1.压力波动与燃烧不稳定性

燃烧室内的压力波动可能会导致燃烧不稳定性，这是一种火箭发动机燃烧室中燃烧的周期性振荡现象，伴随有燃气压力、温度和速度的振荡。当出现燃烧不稳定性时，燃气压力振荡具有明显的周期性，且振幅较大，一般在室压的5%以上，有时甚至高达百分之几十或更高。这种燃烧不稳定性可能会导致发动机振动加剧和热负荷增加，从而使发动机部件遭到破坏和烧蚀。

2.压力分布与混合气质量

燃烧室内的压力分布也影响着混合气的质量。在压缩行程接近结束时，如果能够使可燃混合气或空气产生较强的扰流，使混合气混合良好，提高燃烧速率和燃烧效率，那么就可以提高发动机的怠速稳定性。反之，如果压力分布导致混合气混合不良，可能会引起发动机怠速不稳。

3.压力分布与机械振动

燃烧室内的压力分布还可能影响发动机的机械振动。例如，液体火箭发动机内的高频不稳定燃烧会严重危害发动机的正常工作甚至造成燃烧室烧毁。这种高频不稳定燃烧是由于燃烧室中燃烧释放的能量与推力室声学振荡过程相耦合引起的。当雾化角较小或较大时由于混合很差或很好不易在头部出现局部爆炸性可燃混气团燃烧室压力振荡强度弱产生不稳定燃烧的能量弱。而当取中间雾化角时在燃料与氧化剂喷雾锥重叠区域易于出现爆炸性可燃气团导致剧烈的压力振荡和燃烧不稳定性。

4.压力分布与散热损失

燃烧室内的压力分布还影响着散热损失。燃烧室的尺寸形状对发动机工作时火焰传播距离、火焰传播速度、散热损失以及充气效率均有较大的影响。为使发动机的动力性高、经济性好、燃烧正常、排气污染小等，对燃烧室的基本要求如下。①结构紧凑，散热面积小，火焰传播距离短，以减小突爆的倾向。

综上所述，燃烧室内的压力分布对发动机的怠速稳定性有着重要的影响。为了保证发动机的怠速稳定性，需要对燃烧室内的压力分布进行精确的设计和控制。