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重大科技基礎(chǔ)設(shè)施“高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)裝置”試驗(yàn)臺(tái)點(diǎn)火成功該試驗(yàn)臺(tái)具備高參數(shù)、系列化、多燃料、多工質(zhì)、高精度測量等特點(diǎn),可滿足國際上現(xiàn)役和在研燃?xì)廨啓C(jī)開展試驗(yàn)的需求
國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是由國家發(fā)展改革委布局建設(shè)的科技基礎(chǔ)設(shè)施。截至2020年10月,國家發(fā)展改革委已布局建設(shè)55個(gè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。
近日,江蘇省連云港市的高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)裝置燃燒室1號(hào)試驗(yàn)臺(tái)點(diǎn)火成功,該試驗(yàn)臺(tái)具備高參數(shù)、系列化、多燃料、多工質(zhì)、高精度測量等特點(diǎn),可滿足國際上現(xiàn)役和在研燃?xì)廨啓C(jī)開展試驗(yàn)的需求,將支撐從基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)到樣機(jī)驗(yàn)證的燃燒室研發(fā)全過程,預(yù)計(jì)今年下半年即可對(duì)外提供試驗(yàn)服務(wù)。
燃?xì)廨啓C(jī)是以連續(xù)流動(dòng)的氣體為工質(zhì)帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn),將燃料的能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ膬?nèi)燃式動(dòng)力機(jī)械,是一種旋轉(zhuǎn)葉輪式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)Z簡單,而且體現(xiàn)出燃?xì)廨啓C(jī)所特有的體積小、重量輕、啟動(dòng)快、少用或不用冷卻水等一系列優(yōu)點(diǎn)。燃?xì)廨啓C(jī)在空氣和燃?xì)獾闹饕鞒讨?,只有壓氣機(jī)、燃燒室和燃?xì)馔钙竭@三大部件組成的燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán),通稱為簡單循環(huán)。大多數(shù)燃?xì)廨啓C(jī)均采用簡單循環(huán)方案。
高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)裝置項(xiàng)目是繼上海光源、國家蛋白質(zhì)設(shè)施等在上海落戶的又一國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,項(xiàng)目可行性研究報(bào)告已于2018年11月27日獲國家發(fā)改委批復(fù)。建設(shè)地點(diǎn)位于江蘇省連云港市和上海市浦東新區(qū)。其中,上海部分建設(shè)內(nèi)容包括壓氣機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)、冷卻/封嚴(yán)試驗(yàn)臺(tái)、低碳超臨界二氧化碳循環(huán)試驗(yàn)臺(tái)以及相應(yīng)的公用系統(tǒng)和配套工程。項(xiàng)目投資估算超6.5億元,建設(shè)周期為4年,已列入2019年上海市重大工程。
高效低碳燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)裝置的實(shí)施和運(yùn)行將為我國天然氣高效利用、煤炭能源高效清潔低碳利用及聯(lián)產(chǎn),可再生能源利用、第四代核能、儲(chǔ)能、工藝應(yīng)用、工業(yè)節(jié)能中的燃?xì)廨啓C(jī)乃至航空發(fā)動(dòng)機(jī)和艦船用燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)研發(fā)提供世界先進(jìn)水平的試驗(yàn)平臺(tái),提升相關(guān)產(chǎn)業(yè)自主化水平。
燃燒室是燃料或推進(jìn)劑在其中燃燒生成高溫燃?xì)獾难b置,是一種用耐高溫合金材料制作的燃燒設(shè)備?;钊竭_(dá)上止點(diǎn)后其頂部與汽缸蓋之間的空間,燃料即在此室燃燒。它是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件。由擴(kuò)壓器、燃燒室殼體、火焰筒、燃料噴嘴、點(diǎn)火裝置構(gòu)成。分為單管燃燒室、聯(lián)管燃燒室、環(huán)形燃燒室。燃燒室不能在高溫、大負(fù)荷、變工況、具有腐蝕性的環(huán)境、燃燒在高速氣流及貧油混合氣情況下進(jìn)行工作。
燃燒室是一種用耐高溫合金材料制作的燃燒設(shè)備?;钊竭_(dá)上止點(diǎn)后其頂部與汽缸蓋之間的空間,燃料即在此室燃燒。當(dāng)活塞位于上止點(diǎn)時(shí),活塞頂面以上、氣缸蓋底面以下所形成的空間稱為燃燒室。在汽油機(jī)氣缸蓋底面通常鑄有形狀各異的凹坑,習(xí)慣上稱這些凹坑為燃燒室。在燃燒物理學(xué)中有四種守恒方程,即總質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、能量守恒及組分守恒方程
在整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)中,燃燒室位于壓氣機(jī)與渦輪之間。燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí),燃燒室在寬廣的工況范圍內(nèi)工作。在燃?xì)廨啓C(jī)工作情況的過程中,燃燒室進(jìn)口的空氣流量、溫度、壓力、速度以及燃油消耗量都會(huì)發(fā)生變化,這些變化反過來又會(huì)影響整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的性能。所以,弄清燃燒室的變工情況特性,對(duì)整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)的變工況運(yùn)行有積極地意義。