高溫氣態(tài)燃料流量調(diào)節(jié)閥的多場耦合熱力學特性研究.pdf

1、燃料供給的實時精確調(diào)節(jié)，對超燃沖壓發(fā)動機的工作性能具有重要影響。由于超燃沖壓發(fā)動機采用主動冷卻熱保護，即燃料在進入燃燒室之前，首先作為冷卻介質經(jīng)過發(fā)動機外表面對發(fā)動機進行冷卻，此時燃料溫度最高可以達到400~500°C。因此，流量調(diào)節(jié)閥在高溫狀態(tài)下的性能對超燃沖壓發(fā)動機的性能具有重要的影響。為保證發(fā)動機的正常工作必須設計一種能夠在高溫狀態(tài)下精確控制進入燃燒室燃料流量的調(diào)節(jié)閥。本文提出采用滑閥式流量調(diào)節(jié)閥來控制高溫燃料供給。
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2、通的流量調(diào)節(jié)閥工作在高溫狀態(tài)下會出現(xiàn)很多問題，例如閥材料的熱膨脹導致的閥芯和閥套間隙的變化以及導致密封的失效。這些問題會導致流量調(diào)節(jié)閥精確調(diào)節(jié)性能的下降甚至無法正常工作。針對這些問題，本文對高溫流量調(diào)節(jié)閥的熱力學特性進行了研究。為了得到準確的計算結果，采用多場耦合的有限元分析方法對流量調(diào)節(jié)閥的熱力學特性進行分析。文中給出了流量調(diào)節(jié)閥內(nèi)部熱傳導，熱流耦合傳熱，流體流動以及熱應力應變的數(shù)學模型。通過熱流耦合方法計算流體域的流體流動模型和固體