航空煤油结焦特性的研究

【类型】学位论文

【作者】钟骏意 

【关键词】 航空煤油,结焦模型,航空发动机,称重法,传热,结焦

【摘要】航空发动机涡轮前温度和压气机增压比的日益提高，一方面增加了高温部件的冷却任务，另一方面降低了冷却空气的品质，这给热端部件的可靠运行带来了极大的挑战。在冷气用量和冷却结构都无法大幅度变化的前提下，利用高热沉的航空煤油对冷却空气进行冷却，既可以解决航空发动机日益突出的冷却问题，又有利于燃料的雾化和燃烧。但这一技术的实现受到了航空煤油结焦的限制。本文结合航空发动机的实际工作情况，设计了航空煤油流动结焦测试实验台和静态测焦装置，并利用动态法研究了RP-3航空煤油在亚临界、临界和超临界状态下的结焦特性。在动态测试实验中采用恒定热流的方式加热单通道不锈钢管中的航空煤油模拟实际航空发动机中空气对煤油的传热，并利用“称重法”获得煤油结焦特性。研究结果验证了航空煤油流动结焦测试实验台的可靠性和静态测焦装置的可行性，并得到了实验时间、压力、进口温度和质量流速等因素对RP-3航空煤油结焦影响的规律：在本研究范围内，随着实验时间的增加，壁面结焦量不断增加，而平均结焦速率却呈下降趋势；压力和进口温度对结焦分布曲线的形状影响很小，但压力的增加对结焦有一定的抑制作用，而进口温度的升高会使结焦峰值前移；质量流速的增加会导致结焦峰值后移、结焦速率增加以及结焦总量增加。为了将取得的实验数据延伸到实际的工程设计中，本文还对结焦模型的建立进行了初步的探讨，并根据实验数据建立了RP-3航空煤油的单步反应结焦模型。本文的研究结果将为航空发动机空-油换热器的设计提供重要的参考。

【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】徐国强

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