超燃沖壓發(fā)動機燃燒室再生冷卻研究.pdf

1、再生冷卻技術是超燃沖壓發(fā)動機燃燒室熱防護的關鍵技術。目前國內對此技術應用于超燃沖壓發(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)動機再生冷卻技術的發(fā)展和現狀，并介紹了本文的研究內容。 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理模型，采用了準則關系式描述燃氣側和冷卻劑側的對流換熱，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，冷卻劑側則在原來準則關系式的基礎上加了進口效應、冷卻通道粗糙度影響、物性影響等的修正。利用國內航空煤油組分測量結果，給出了一套工程上可用的超臨界壓力下國內航空煤油物性的解析表達式。在這些基礎上，對固壁二維

3、導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用。根據超燃沖壓發(fā)動機熱結構試驗的狀態(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構的熱交換特性，并和相應的試驗數據進行了比較。其中利用了超燃沖壓發(fā)動機三維內流場計算平臺——AHL3D的計算流場作為輸入條件。