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本文采用并联凹腔稳焰的双边扩张对称型超声速燃烧室,在模拟飞行Ma6的来流条件下,对超声速气流中乙烯与煤油的喷注、燃烧过程开展了实验研究。燃料喷注位置分为三组,均位于并联凹腔上游,实验中上下两侧扩张壁面同时向燃烧室中喷注燃料。当以乙烯为工质时,并联凹腔双边扩张对称型燃烧室在不同当量比下呈现出多种燃烧稳焰模式。高当量比时,大量的燃烧释热在下游形成高反压,流场纹影图像中未观察到激波波系,两侧壁面射流基本具有相同的穿透深度,该亚燃模态下的火焰形态较为对称;对于高当量比远凹腔喷注位置,火焰锋面在燃料喷注位置与凹腔前缘之间来回移动,形成振荡,振荡频率大约为450Hz。在中等当量比和低当量比的实验工况下,不同喷注位置下均能观察到非对称燃烧现象,主要表现为一侧扩张壁面为射流尾迹稳焰模式,另一侧扩张壁面为凹腔剪切层稳焰模式,且这种非对称的稳焰模式会在燃烧过程中发生转换。在非对称燃烧过程中,燃烧区域由于释热压力升高,使得预燃激波串和边界层分离区不断发展。分析表明,分离区发展的随机性和非对称性强,在对称的双边扩张燃烧室流道内,两侧扩张壁面能够随机发展出现大分离区。非对称发展的分离区使得大分离区一侧壁面的燃料射流的穿透深度大,混合和燃烧过程更具有优势,因此该侧的燃烧模式一般处于射流尾迹稳焰模式;而另一侧壁面的燃料射流受到抑制,使得穿透深度小和混合效果差,燃烧过程一般处于凹腔剪切层稳焰模式。当以液态煤油为工质时,实现了高当量比液态煤油横向喷注的稳焰燃烧。同乙烯相比,相当实验工况下,液态煤油穿透深度更低,并联凹腔燃烧室壁面峰值压力稍低,火焰图像明亮程度和燃烧区域也更小。液态煤油高当量比的燃烧过程主要表现为非对称燃烧,射流尾迹燃烧模式和凹腔稳焰模式在燃烧过程中同时存在,喷注位置对燃烧模式的影响不明显。燃烧流场纹影图像中均能够观察到激波等波系结构,同冷流喷注相比,相同位置处不同喷孔的射流方向受到下游不均匀反压的影响,液态煤油燃烧过程射流形态和射流方向多样。