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推进技术2024年第10期:空气涡轮火箭发动机燃烧室异形尾缘波瓣混合器掺混、燃烧特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:王敬新;胡斌;王中豪;石强;尹必峰;赵庆军;

单位:江苏大学汽车与交通工程学院;中国科学院工程热物理研究所;中国科学院大学航空宇航学院;

摘要:为了促进空气涡轮火箭发动机(ATR)燃烧室内涵富燃燃气与外涵空气之间的掺混,提高燃烧室燃烧效率,本文通过对波瓣进行尾缘修形设计,探究C形尾缘结构对波瓣下游流动及燃烧特性的影响规律。研究发现:(1)在波瓣混合器尾缘增加C形结构,会诱导产生多源副涡结构;(2)径向高度越高,径向速度梯度越大,造成副流向涡和副展向涡的强度和尺度越大;(3)由于受到C形尾缘结构诱导的副流向涡和副展向涡的影响,燃烧室展向截面温度分布出现“串状”局部高温区,燃烧得到强化;(4)当燃烧室距离与波瓣直径<1时,内、外涵气流掺混强烈,热混合效率、燃烧效率以及总压损失迅速增大;(5) C形尾缘结构数量与燃烧效率不成单调递增关系,当C形结构数量≤2时,副涡强化掺混起主导作用,燃烧效率随着副涡量的增大而增大;当C形结构数量≥3时,出口面积增大导致的涡量衰减起主导作用,燃烧效率随着副涡量的增大而减小。

关键词:空气涡轮火箭发动机;;波瓣混合器;;C形尾缘结构;;展向涡;;流向涡

基金资助:国家重点研发计划(2016YFB0901402)~~