超临界航空煤油RP-3结焦对流动及换热的影响研究

【类型】学位论文

【作者】吴瀚 

【关键词】 超临界 RP,3 热氧化结焦 流动 换热

【摘要】随着航空发动机涡轮前温度和压气机增压比的日益提高，传统冷却方式已无法满足先进发动机中高温部件的冷却需要。利用机载航空煤油作为冷源对压气机引出空气进行预先冷却（CCA技术）是一种新型且有效的冷却方式。但是，煤油在升温过程中伴随着一系列化学反应最终产生结焦沉积，结焦会带来换热效果降低、堵塞阀门或喷嘴等问题，严重影响了发动机的可靠运行。本文针对燃料结焦对管内流动和换热的影响机理展开实验研究，并根据实验数据给出工程设计模型，充实了换热器设计参考依据。研究结果表明：1）结焦可引起管路流动阻力和外壁温升高，在标准工况下，实验管路工作36小时流动阻力即达1MPa，外壁温接近1000K，恶化作用明显。2）抑制结焦可在一定程度上提高流动和换热的稳定性，使用添加剂后，实验管路工作时间延长至63小时，但纤维状结焦仍然可使管路阻塞，换热恶化。3）定义结焦对流动阻力变化影响系数，当该系数超过3时，管路将在短时间内迅速阻塞。4）结焦反应会引起换热热阻增加，其增加值大约在0.001m2K/W左右，换热器设计应用过程中可用此数据做传热恶化预估。5）振动对结焦抑制存在一定效果，标准工况下添加振动后其结焦量减少15%。6）空－油换热器在应用过程中必须采取结焦抑制措施，否则工作寿命无法达到设计要求。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】陶智

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