燃气轮机近年来发展迅速,燃烧室作为它的主要部件,其污染物排放问题亟待解决。目前,航空燃气轮机都是使用航空煤油为燃料,由燃烧所导致的污染已成为重点关注的问题。因此,发展低排放燃烧技术和寻找新的航空替代燃料成为一个发展方向。液化天然气LNG有热值高、燃烧效率高、污染物排放低等特点,在地面动力设备上得到了广泛的应用。为探索LNG作为航空燃料的可行性,本文对一种使用航空煤油/LNG双燃料燃烧室的燃烧特性进行了研究。本文研究了一种采用三旋流中心分级的低排放双燃料燃烧室。建立了燃烧室模型,利用数值模拟分析了燃烧室内流场、温度场及污染物的生成特性;利用试验测试,研究了使用LNG为主燃级燃料、航空煤油为值班级燃料的双燃料燃烧室的燃烧性能并对所建立数学模型进行了验证。最后,应用所建立的数学模型模拟在三种不同燃料配比方案下燃烧室的燃烧性能,在确定燃料最优配比的情况下,进一步探究了空气进口温度的变化对双燃料燃烧室燃烧特性的影响。研究结果表明,所设计的双燃料燃烧室在原理上是可行。燃烧室内的流场及燃料的流动分布情况符合航空燃气轮机的工作需求。试验数据分析可知,燃烧室的贫油熄火特性良好,可以在不同工况下稳定运行,随着主燃级燃料流量的增加,燃烧效率不断增高,污染物排放量不断降低。当值班级燃料与主燃级燃料流量比值为1:3时,污染物排放量较低,达到航空燃气轮机的污染物排放标准。数值模拟分析得到,随着主燃级燃料流量的增加,燃烧室的主燃区逐渐向前端移动,燃烧区面积增大,总压恢复系数基本没有变化,燃烧室出口的污染物排放逐渐减少,燃烧效率逐渐提高;当空气入口温度增加时,燃烧室内主燃区温度升高,提高了燃油的雾化性能及空气和燃料的掺混程度,燃烧效率逐渐增加,CO和NO的排放量逐渐降低,但随着进口温度的增加,燃烧室总压恢复系数略有降低,对燃烧室的稳定燃烧影响不大。