技术摘要：
本发明涉及燃气发生器技术领域，提供一种抑制燃气发生器积碳的方法，旨在解决燃气发生器工作产生的积碳严重制约了涡轮泵性能和工作寿命的问题，包括以下步骤：S1、针对燃气发生器的设计工作温度和室压，采用化学平衡计算抑制积碳所需补充水量；S2、燃气发生器喷注盘中  全部
背景技术：
燃气发生器通过燃烧产生高温高压的燃烧气体，产生的燃气可以作为驱动涡轮的 工质。燃气发生器广泛应用于航天火箭发动机中。 由于涡轮泵耐受温度有限，因此使用碳氢燃料如煤油或甲烷作为燃料的燃气发生 器，燃烧气体温度一般需要限制在1200K以下，必须采用极端富燃或富氧两种工作模式。 当采用富氧工作模式时，过量的氧气浓度容易腐蚀燃烧室，限制涡轮泵系统的使 用寿命； 当采用富燃工作模式时，燃气发生器中的煤油燃烧不充分，在发动机工作的不同 阶段均存在积碳问题，出现的积碳一方面会堵塞出口涡轮的流道，使得进入涡轮的燃气流 量减小，进而影响涡轮效率和发动机的工作特性；另一方面，富燃燃烧积碳也造成了发生器 燃烧效率降低，影响了燃气的做功能力，使得涡轮流量增大，影响了燃料消耗量。 积碳问题严重制约了涡轮泵的性能和工作寿命，为此，我们提出了一种抑制燃气 发生器积碳的方法。
技术实现要素：
(一)解决的技术问题 针对现有技术的不足，本发明提供了一种抑制燃气发生器积碳的方法，克服了现 有技术的不足，设计合理，结构紧凑，旨在解决燃气发生器工作产生的积碳严重制约了涡轮 泵性能和工作寿命的问题。 (二)技术方案 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现： 一种抑制燃气发生器积碳的方法，包括以下步骤： S1、采用化学平衡计算软件CEA，对燃气发生器设计的工作温度和室压工况下抑制 积碳所需补充液态水量进行计算； S2、燃气发生器推进剂喷注盘中心区域的氧化剂与碳氢燃料的喷注比例设计在化 学反应恰当量比附近，相应地燃气发生器中心区域判定为碳氢燃料与氧化剂高温燃烧区 域； S3、根据上述S1和S2计算的碳氢燃料、氧化剂和水的比例，确定推进剂喷注盘上中 心区域的氧化剂与碳氢燃料量，以及外围其余燃料和水的量； S4、向上述高温燃烧区域喷注其余的碳氢燃料以及计算出的液态水以抑制积碳的 产生； 其中，步骤S4中，喷注的碳氢燃料以及液态水在空间上分布交错，使碳氢燃料与液 态水在空间上均匀分布。 3 CN 111577482 A 说　明　书 2/4 页 优选的，所述步骤S4中，碳氢燃料和液态水的喷注方式为自上而下喷嘴喷注，且燃 料喷嘴和液态水喷嘴在空间上交错分布。 优选的，所述步骤S4中，碳氢燃料和液态水的喷注方式为自上而下喷嘴喷注，且燃 料喷嘴和液态水喷嘴射流互击后进入高温燃烧区。 优选的，所述步骤S1中，燃烧室温度为1100-1400K，室压为1-5MPa，所需液态水补 水量占碳氢燃料和液态水总量的比例为10-50％。 优选的，所述步骤S3中，抑制积碳所补充的液态水量与燃烧室高温燃烧区域的燃 烧温度呈反比，与燃烧室高温燃烧区域的压力呈正比。 优选的，所述步骤S1中，燃烧室内的氧化剂为液氧，碳氢燃料为液态Jet煤油、RP煤 油及甲烷中的一种。 优选的，所述步骤S2中，燃气发生器中心燃烧区域为碳氢燃料与氧化剂近似恰当 量比反应区域，燃烧温度为3000±300K。 (三)有益效果 本发明实施例提供了一种抑制燃气发生器积碳的方法，具备以下有益效果： 通过液态水从周围向燃气发生器燃烧室的高温区同时喷注，喷注的液态水有效的 抑制积碳的产生，同时均匀喷注的液态水与高温燃气充分掺混，尽量达到分子量级混合，使 模式下产生的碳原子能够快速地、进一步与水反应生成氢气和一氧化碳及二氧化碳，提高 抑制积碳效果。 附图说明 下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种抑制燃气发生器 积碳的方法的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。 图1为本发明中燃烧室的碳氢燃料、液氧和液态水质量比例示意图； 图2为本发明中燃烧的产物浓度分布图； 图3为本发明中产物含碳质量比为0.1％时，不同燃烧温度所需最小补充液态水量 的示意图； 图4为本发明实施例2中碳氢燃料和液态水的喷嘴分布示意图； 图5为本发明实施例2中碳氢燃料和液态水的喷注示意图； 图6为本发明实施例3中碳氢燃料和液态水的喷嘴分布示意图； 图7为本发明实施例3中碳氢燃料和液态水的喷注示意图。