冲压发动机喷管超临界压力燃油冷却特性

作者：史一诺; 单勇^*; 谭晓茗; 张靖周; 孙文静

来源：航空动力学报, 2023, 1-12.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20220704

• 冲压发动机喷管
• 超临界压力燃油
• 换热特性
• 流动特性
• 燃油压降

在获取冲压发动机喷管典型热负荷及其换热边界条件的前提下，构建一种纵向带肋超临界压力燃油冷却多通道结构，对比分析了燃油流动方向、燃油流量(68～204g/s)、燃油进口温度(300～640K)、燃油超临界压力(3～5MPa)对通道内超临界压力燃油的流动和换热特性影响。结果表明：超临界压力燃油消耗275(g/(s·m2)，就能够将喷管壁面最高温度由2986K降低到1200K以下；燃油与喷管内燃气流动方向一致时，可充分利用燃油换热的入口段效应，降低喷管入口壁面高温，喷管进出口壁面温差减小，轴向热应力减小；燃油质量流量增加，冷却通道内表面传热系数提高，冷却效果提高，但是燃油压降逐渐增加；燃油进口温度过高会使通道近壁处流体的热扩散系数急剧增大，造成传热恶化，存在某一最佳进口温度使燃油压降最低；在燃油进口温度较低的情况下，燃气侧壁面温度和燃油压降随燃油压力变化不敏感。

• 单位
  北京动力机械研究所; 南京航空航天大学