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推进技术2025年第01期:再生冷却并联通道流动与换热特性研究(英文)

来源:期刊VIP网 时间:


作者:琚印超;刘小勇;徐国强;董苯思;

单位:北京航空航天大学能源与动力工程学院;北京动力机械研究所冲压发动机技术全国重点实验室;北京航空航天大学航空发动机研究院;

摘要:由于碳氢燃料的高温特性复杂,对多变工况下尤其是高热质比情况下并联通道结构长期工作过程的研究尚未系统开展。本文采用典型发动机并联通道结构开展相关高温燃料传热及流动特性研究。通过数值模拟和系统的实验验证,获得了典型工况下并联通道的流动和传热特性,初步确立了高精度计算方法的有效性。已知再生冷却发动机热态启动所需的稳定时间约为50 s,并联通道结构的流阻随着当量比的增大先增大后减小,在当量比0.5~0.8内存在一个流阻峰值。这主要是并联通道中燃料的高温物性、流速和压力的耦合作用造成的。同时也得到了一些高热质比条件下并联通道的冷却和传热特性,掌握了提高表面粗糙度实现强化传热等影响并联通道传热的主要因素。实验中在当量比低于0.9时,能明显观察到局部传热强化和恶化的现象,局部结构温升超过200℃,存在结构破坏的风险,需要在结构设计中充分考虑高热质比条件下长时间并联通道结构的可靠性。

关键词:再生冷却;;换热;;流阻;;发动机;;并联通道