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推进技术2024年第07期:微型超紧凑燃烧室切向进气气膜冷却数值研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:李本驰;唐豪;

单位:南京航空航天大学江苏省航空动力系统重点实验室;南京航空航天大学能源与动力学院;

摘要:将切向气膜孔冷却结构应用于新一代微型超紧凑燃烧室壁面,通过分析切向冷却射流在微型超紧凑燃烧室工况下的流动和冷却特性,以及对燃烧室整体性能的影响,以探索切向气膜孔在超紧凑燃烧室壁面冷却上的可行性。采用热流固耦合方法并结合燃烧工况,进行了不同倾角和不同顺逆排布气膜孔的相关数值模拟研究。模拟结果显示,切向气膜孔表现出优异的冷却性能,后排绝热气膜冷却效率均超过82%。主流中的反向涡旋对与冷却射流的掺混燃烧是导致前排位置绝热气膜冷却效率低和分布均匀性差的主要原因。射流倾角对气膜冷却性能的影响较大,倾角越小,全覆盖气膜形成速度越快,绝热气膜冷却效率越高。当倾角从60°减小到30°时,形成全覆盖气膜所需的排数减少约4排,后排的绝热气膜冷却效率从82.8%增加到94.5%。引入气膜孔会对燃烧室内的流动产生影响,气膜孔的引入改善了出口截面高温气体贴近燃烧室壁面的问题,但对燃烧室出口温度分布均匀性改善作用不明显。

关键词:微型涡喷发动机;;超紧凑燃烧室;;切向射流;;冷却效率;;燃烧室性能

基金资助:国家自然科学基金(91641131;51076064);; 中央高校基本科研业务费专项资金(56XBA22001)~~