超临界航空煤油喷射到亚临界空气环境的喷射特性研究

【类型】学位论文

【作者】梁获胜 

【关键词】 超临界 航空煤油 亚临界环境 喷射特性

【摘要】飞机性能的提高对现代航空发动机性能的要求不断提高，采用飞机/航空发动机一体化热管理系统使用航空煤油作为飞机和发动机冷却剂是高性能航空发动机的一个发展方向。航空煤油同时作为燃料和冷却剂就导致了超临界航空煤油喷射混合燃烧问题。超临界态航空煤油是指其压力和温度同时高于临界压力和临界温度。超临界航空煤油兼具气体的低粘度和液体的高密度，介于气体和液体之间的较高扩散系数等特征。实验是将超临界航空煤油喷射到亚临界空气环境中，用纹影仪测试其射流结构。实验结果表明，超临界航空煤油喷射到静止空气环境的射流结构与高度欠膨胀空气射流结构类似；喷射温度较高时，可以用理想气体模型来预测煤油流量，当喷射温度略高于临界点时，该模型的准确性则较差；低温下射流的扩张角比高温下射流的扩张角大，马赫盘的位置与比热比及流体是否凝结无关，马赫盘直径随比热比的减小而增大，无量纲喷射长度随着对比温度的增大而减小；喷射温度较高时，等熵喷射过程直接从超临界态进入气态，喷射温度略高于临界点时，超临界航空煤油先进入两相区，再变成气态。超临界航空煤油垂直喷射到流动空气环境时，射流核的长度随着超临界煤油喷射压力的提高而增大，与空气的混合程度亦增强；喷嘴下游煤油的扩张性与穿透性随着喷射温度的提高而增强；煤油射流的穿透深度随着空气压力的提高而明显减小。

【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】刘高恩

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