燃烧振荡是发展干式低污染燃气轮机燃烧室难以回避的问题之一。燃烧振荡过程中会形成剧烈的压力脉动和火焰不稳定现象,严重危害燃气轮机的安全稳定运行。这种振荡现象是热声耦合导致的燃烧系统固有的不稳定性,也称为热声不稳定。本文针对一类特殊的热声不稳定现象——拍振开展实验研究与理论分析,并对燃烧系统中的拍振进行主动控制研究。本项目系统地对黎开管燃烧器和工业模型燃烧室开展实验研究与理论分析。通过拍振条件下的火焰动力学分析,认为低频的火焰脉动过程是导致拍振的幅值调制现象的主要原因,而这种低频火焰脉动与层流火焰固有的扩散-热不稳定性有关。考虑不同时间尺度上的火焰动力学特性,建立了能够预测拍振的热声耦合模型,利用此模型可以对拍振现象的发生规律与时变特性进行预测与分析。通过黎开管燃烧器主动控制的数值仿真与实验研究,比较了不同控制算法的控制效果。旋流预混燃烧室中的实验研究表明,湍流条件下的拍振现象其基本特征与层流燃烧器中类似,但是其拍振特征随工况条件的变化较明显。针对旋流预混燃烧室中的主动控制,提出了一种通过实验测量建立热声耦合系统的非线性模型的方法,并对旋流预混燃烧室中燃烧振荡的主动控制进行了实验研究。 2100433B