燃气轮机压缩机组是天然气长输管道压气站内实现天然气增压以及长距离运输的核心设备。在实际运行条件下,天然气管道压力的降低或者温度的下降都会造成管道内液烃的析出,可能对燃气轮机压缩机组的安全、高效运行产生不利影响。当管道内有液烃存在时,部分液烃会随着天然气进入燃气轮机的燃烧室内,参与燃烧化学反应。在燃烧过程中,部分液烃会附着在喷嘴周围,导致喷嘴头部的烧蚀和积碳现象;另一部分液烃则随燃料气在燃烧室内完成蒸发、燃烧等过程,导致燃烧室内火焰后移,造成叶片的烧蚀。粒径较大的液烃液滴甚至可能直接撞击燃烧室壁面以及涡轮叶片表面并燃烧,对燃气轮机燃烧室内壁以及涡轮叶片直接造成较大的危害。液烃在燃烧室中可能的上述动力学行为本质上是一个包含气液两相相变的复杂多相流问题。本文将针对这一问题进行研究,主要从以下四个方面开展。首先,利用粒子成像测速技术PIV,通过实验研究液烃经过喷嘴后,在燃烧室内的空间分布,得到了雾化形状、速度分布、液烃微滴直径等流场信息。其次,采用格子Boltzmann多相流模型结合相变模型,对液烃液滴在高温环境中的蒸发以及撞击壁面的过程分别进行数值模拟,得到了液烃形状、液烃速度、蒸发速率等较为完备的流场信息。在此基础上,对液烃微滴在燃烧室高温环境中的蒸发过程进行了进一步分析,重点研究了液滴的蒸发速率、形状变化以及速度变化。再次,从撞击速度、撞击角度以及壁面特性等多个角度研究液烃微滴在撞击固壁后的形状变化以及在壁面的铺展过程。最后,采用实验方法研究通过施加外部电场的作用,使液烃液滴破碎成为更小的液滴,从而加速其蒸发过程,避免出现火焰后移甚至撞击燃烧室壁面以及涡轮叶片的情况发生。结果表明,不同的外部荷电电压会导致液烃出现不同的雾化模式,对液滴的直径和脱离频率有重要的影响,外部荷电作用总体上有助于液滴的破碎过程。