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超燃冲压发动机燃烧室煤油再生冷却研究

作 者: 孙弘原
导 师: 周进
学 校: 国防科学技术大学
专 业: 航空宇航科学与技术
关键词: 超声速燃烧 超燃冲压发动机 再生冷却
分类号: V235
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 117次
引 用: 1次
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内容摘要


再生冷却技术是超燃冲压发动机燃烧室热防护的关键技术,对超燃冲压发动机再生冷却开展深入的理论分析,计算与试验研究,具有非常重要的意义。本文以超燃冲压发动机再生冷却技术为研究对象,采用实验与数值计算相结合的方法,对超燃冲压发动机再生冷却的传热特性进行了分析。首先,对超燃冲压发动机燃烧室再生冷却的传热过程建立了一维传热模型,应用热量传递的经验公式描述了从燃气侧到冷却液侧的换热。分析了煤油在进入超临界态时,物性参数发生的变化,并将煤油物性参数随温度的变化进行了简单的曲线拟合。根据建立的再生冷却系统的一维传热模型,对系统中的内壁材料、内壁厚度、冷却液流量、冷却通道截面积对传热的影响进行了研究。介绍了超燃冲压发动机燃烧室以及冷却结构的初步设计思路,并进行了强度校核。应用自主设计的再生冷却燃烧室,对再生冷却系统的换热过程进行了试验研究。试验中比较了以水和煤油做冷却剂的不同传热特性,并把试验结果与计算结果进行了比较。详细分析了燃烧室壁面破坏的原因,并提出了燃烧室设计的改进措施。应用CFD软件建立三维传热模型,对冷却结构的材料选择(内壁材料,外壁材料)和尺寸设计(流道宽度、流道高度、流道高宽比)进行了研究。得出这些参数条件对冷却效果的影响,并提出了冷却结构的优化设计尺寸。

全文目录


表目录  6-7
图目录  7-10
摘要  10-11
ABSTRACT  11-12
第一章 绪论  12-25
  1.1 超燃冲压发动机研究进展  12-15
  1.2 超燃冲压发动机热防护技术  15-17
  1.3 再生冷却技术研究进展  17-22
  1.4 燃料  22-24
  1.5 论文主要研究内容  24-25
第二章 超燃冲压发动机再生冷却一维计算  25-40
  2.1 理论模型  25-33
  2.2 计算结果及讨论  33-39
  2.3 小结  39-40
第三章 超燃冲压发动机煤油再生冷却试验研究  40-55
  3.1 燃烧室结构设计  40-44
  3.2 试验设备  44-47
  3.3 试验方法及工况  47-48
  3.4 试验结果与讨论  48-54
  3.5 小结  54-55
第四章 再生冷却流道三维传热特性分析  55-67
  4.1 计算模型  55-59
  4.2 冷却流道各参数对再生冷却效果的影响  59-66
  4.3 小结  66-67
第五章 结论与展望  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
作者在学期间取得的学术成果  74

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中图分类: > 航空、航天 > 航空 > 航空发动机(推进系统) > 空气喷气式发动机
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