高密度烃在冲压发动机再生冷却中适用性研究

作者：李立翰; 鲍文^*; 秦江; 于彬; 付蒙

来源：推进技术, 2023, 1-12.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.2209054

• 冲压发动机
• 高密度烃
• 再生冷却
• 热沉
• 结焦
• 实验研究

为了研究高密度烃是否适用于宽域可调亚燃冲压发动机再生冷却，分析了高密度烃再生冷却关键表征指标及其实验方法研究现状，然后模拟再生冷却系统典型冷却通道结构，在背压3.5MPa和6.0MPa工况下，采用单管直流电加热实验系统，开展了HD-01高密度烃热沉及结焦特性研究。研究结果表明：在3.5MPa背压实验中，出现了燃料温度振荡、管路热声振荡和外壁温度异常升高现象；而在6.0MPa背压实验中，未发生管路热声振荡现象，燃料温度和外壁温度升高过程均较为平稳。3.5MPa背压和6.0MPa背压两种工况的HD-01高密度烃600℃热沉均大于1.8MJ/kg，在整个实验温度范围内，热沉上升速率变化不明显，表明在600℃内燃料的裂解率不大。在600℃进行长时间加热结焦实验时，加热管进出口压差非常稳定，均没有超过30kPa，没有出现结焦堵塞使压力急剧上升的情况，表明HD-01高密度烃在600℃以内结焦率很低。从热沉及结焦特性两个关键指标分析可知，HD-01高密度烃适用于最高马赫数5.0的宽域可调亚燃冲压发动机再生冷却。高密度烃用于再生冷却时，冷却通道的设计压力应高于其临界压力值3.6MPa，并留有足够裕度，以保证发动机再生冷却在全域全温范围内稳定可靠工作。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 北京动力机械研究所