[发明专利]一种等离子体射流-沿面放电双模式的燃油雾化喷嘴

说明书

本发明公开了一种等离子体射流‑沿面放电双模式的燃油雾化喷嘴，包括等离子体射流机构、燃油喷射机构和沿面放电机构；所述等离子体射流机构包括铜针电极、绝缘壳体a，所述绝缘壳体a的截面呈T形，其包括垂直连接的水平壳体和竖直壳体；所述燃油喷射机构包括金属壳体a，所述金属壳体a内部为中空卡台结构，所述中空卡台结构内壁与竖直壳体外壁贴合，水平壳体底部与所述金属壳体a顶端面接触；所述沿面放电机构包括绝缘壳体b、铜电极a、铜电极b、旋流器、金属壳体b，所述金属壳体b连接在金属壳体a的下部外周；富含活性基团的油雾被含有沿面放电产生的大量高能活性物质的旋流气切割，实现了雾化燃油的二次等离子体激励。

技术领域

本发明涉及燃油雾化喷嘴技术领域，具体涉及一种等离子体射流-沿面放电双模式的燃油雾化喷嘴。

背景技术

超高速飞行器的可靠推进技术是航空航天研究领域的前沿问题。超高速飞行能够极大的缩短飞行器的飞行时间，提高军用飞机的作战及战场生存能力，提升民用飞机的起降频次及运载效能。因此，超高速飞行将是未来先进飞行器的必备能力。在超高速飞行工况下，发动机进气速度极高、进气含氧量极低、油气混合时间极短，要实现燃油与空气迅速混合、并在燃烧室内各截面上形成一定的浓度分布变得异常困难。油气混合质量的恶化将导致高空点火失效、燃烧稳定性恶化、出口温度分布均匀性变差等一系列严重后果。可见，超高速飞行工况下良好燃油雾化的实现方法及技术，是未来先进航空发动机燃烧研究领域的关键所在。

研究表明，燃油喷嘴的雾化质量直接影响燃烧过程和污染物的生成。因此人们采用各种方法来提高雾化质量和对雾化流场进行控制，如优化喷嘴结构、采用静电喷雾以及外加强电场、磁场对雾化流场进行调节控制。近年来，国内外研究人员将等离子体激励作用应用于燃气轮机燃油雾化流场。等离子体激励技术由于具备扰动流场、提高反应活性等有益于燃油喷射、燃烧组织及扩宽稀燃极限的优势，具有在航空喷嘴上应用的巨大潜力。因此，设计开发基于等离子体激励技术的燃油喷嘴，将会极大地促进超高速飞行器的可靠推进技术的发展。

发明内容

为解决超高速飞行器高速进气工况下燃油雾化不足的问题,本申请提供一种等离子体射流-沿面放电双模式的燃油雾化喷嘴，实现在超高速飞行工况下，提高油气混合质量、提高燃烧稳定性、提高点火可靠性的目的。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种等离子体射流-沿面放电双模式的燃油雾化喷嘴，包括等离子体射流机构、燃油喷射机构和沿面放电机构；

所述等离子体射流机构包括铜针电极、绝缘壳体a，所述绝缘壳体a的截面呈T形，其包括垂直连接的水平壳体和竖直壳体，在竖直壳体中开设有腔体c，所述竖直壳体一端上部连接有气体管路b，在气体管路b内开设有与腔体c连通的气体通道b，所述铜针电极穿过水平壳体伸进腔体c中；

所述燃油喷射机构包括金属壳体a，所述金属壳体a内部为中空卡台结构，所述中空卡台结构内壁与竖直壳体外壁贴合，水平壳体底部与所述金属壳体a顶端面接触，在金属壳体a上部开有连接燃油管路的油路安装孔，所述燃油管路内开设有与腔体a上部连通的燃油通道，所述腔体a位于金属壳体a的侧壁中，腔体a底部连接有倾斜向下的喷孔流道a、喷孔流道b，所述喷孔流道a、喷孔流道b下端部连通形成喷孔出口；

所述沿面放电机构包括绝缘壳体b、铜电极a、铜电极b、旋流器、金属壳体b，所述金属壳体b连接在金属壳体a的下部外周，两者形成的空间为腔体b，在金属壳体b一侧上部连接有气体管路a，所述气体管路a内开设有与腔体b上部连通的气体通道a，所述腔体b底部设有旋流器；在金属壳体b的底部安装有绝缘壳体b，所述绝缘壳体b的外壁上紧贴有铜电极a，内壁上紧贴有铜电极b。

进一步的，在绝缘壳体a的水平壳体顶端面和底端面凹设有容纳槽，两个容纳槽之间设有同心的电极通孔；每个容纳槽中安装有金属定位器，用来固定铜针电极以及上下位置的定位调整；在绝缘壳体a的竖直壳体一端上部开设有用于连接气体管路b的绝缘安装孔，所述竖直壳体底部内壁连接有空心圆柱插头。