随着城市化进程的推进,国民用电量激增,燃煤量因此逐渐增加,由此引发了巨大的环境问题。轻型燃气轮机以效率高、污染排放低等优点在发电领域广发应用。作为燃气轮机重要部件的燃烧室的使用寿命及性能直接决定着整个燃气轮机使用寿命以及性能,因此对燃烧室的数值模拟对于燃烧室设计以及燃气轮机优化具有重要的现实意义。本文以某型燃气轮机环管型燃烧室为研究对象,以研究该燃烧室在额定工况下的冷热态流场以及不同余气系数和进气温度下的变工况热态流场中内部场分布、性能参数大小为目的,采用数值模拟的方法对其进行三维湍流流动仿真模拟。模拟中采用SST k-ω湍流模型、EDM燃烧模型,燃烧机理采用甲烷-空气两步反应机理。经过分析得到以下结论:(1)在冷态流场中,出口截面处可以看到明显的旋转射流;但纵截面流线图中无法看到回流区,此时旋流器的主要作用是促进旋转射流轴心处速度的衰减。(2)在热态流场中该环管型燃烧室出口截面存在八个近似圆形的低速区,该区域速度较低近乎为0,压力场与速度场相对应,低速区同时也是低压区。燃烧室组分分布与温度分布相对应,燃料与来流空气能够有效掺混燃烧,燃烧效率较高。燃烧室壁面附近有局部高温区,但不足以发生烧蚀失效,冷却效果一般。该燃烧室火焰筒掺混孔开设深度不足,需对掺混孔几何参数进行修改以改善出口温度场分布状况。本环管燃烧室总压损失符合设计要求。(3)保持其他条件不变,更改来流空气余气系数,当余气系数逐渐增加时,燃烧室内压力整体上降低,高速区面积增大,速度峰值变大;燃烧室火焰筒内温度降低、二氧化碳平均含量减小、一氧化氮的平均含量减小、一氧化碳的平均含量逐渐增加。余气系数的增加还会使燃烧效率降低、总压损失增加并使出口温度均匀程度恶化。(4)保持其他条件不变,更改来流空气进口温度,当进气温度在616K-716K区间变化时,其对燃烧室内压力、速度分布的影响较小。进气温度逐渐增加时燃烧室火焰筒内高温区域面积增加、二氧化碳平均含量变化不大、一氧化氮平均含量增加、一氧化碳平均含量减少。进气温度的增加还会使燃烧效率增加,在一定温度区间内对出口温度分布均匀性有改善作用,进气温度的增加对总压损失影响较小。