超燃沖壓發(fā)動機燃燒室再生冷卻研究.pdf

1、再生冷卻技術(shù)是超燃沖壓發(fā)動機燃燒室熱防護的關(guān)鍵技術(shù)。目前國內(nèi)對此技術(shù)應(yīng)用于超燃沖壓發(fā)動機的理論和試驗兩方面都未見報道。圍繞超燃沖壓發(fā)動機燃燒室再生冷卻開展較深入的理論分析、計算和試驗研究，具有重要的理論意義和工程價值。 本文第一章介紹了超燃沖壓發(fā)動機燃燒室熱環(huán)境和對發(fā)動機燃燒室采取再生冷卻的必要性，研究了超燃沖壓發(fā)動機再生冷卻技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀，并介紹了本文的研究內(nèi)容。 為了初步了解超燃沖壓發(fā)動機再生冷卻傳熱的基本特征，第

2、二章建立了超燃沖壓發(fā)動機再生冷卻的一維傳熱數(shù)理模型，采用了準(zhǔn)則關(guān)系式描述燃氣側(cè)和冷卻劑側(cè)的對流換熱，采用了簡化的燃氣物性模型，并對襯層材料、襯層厚度和冷卻劑流量進行了參數(shù)研究。 第三章研究了用參考焓法描述了從燃氣到壁的對流換熱，冷卻劑側(cè)則在原來準(zhǔn)則關(guān)系式的基礎(chǔ)上加了進口效應(yīng)、冷卻通道粗糙度影響、物性影響等的修正。利用國內(nèi)航空煤油組分測量結(jié)果，給出了一套工程上可用的超臨界壓力下國內(nèi)航空煤油物性的解析表達式。在這些基礎(chǔ)上，對固壁二維

3、導(dǎo)熱控制微分方程采用熱平衡法離散，建立了一套用于超燃沖壓發(fā)動機燃燒室再生冷卻的準(zhǔn)三維熱分析計算工具，并進行了算例驗證。 第四章就第三章建立的超燃沖壓發(fā)動機熱分析計算工具進行了具體的應(yīng)用。根據(jù)超燃沖壓發(fā)動機熱結(jié)構(gòu)試驗的狀態(tài)和條件，計算了超燃沖壓發(fā)動機在冷流和熱流試驗條件下，用水和煤油作冷卻劑的再生冷卻結(jié)構(gòu)的熱交換特性，并和相應(yīng)的試驗數(shù)據(jù)進行了比較。其中利用了超燃沖壓發(fā)動機三維內(nèi)流場計算平臺——AHL3D的計算流場作為輸入條件。