高热流密度燃烧室壁面阵列空气射流-燃油组合冷却结构研究

• 作者: 吴青 谭晓茗 田佳 张靖周
• 来源期刊: 推进技术
• 关键词: 空气阵列射流 燃油冷却肋板 集成冷却结构 综合传热性能 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 爆震推进技术应用基础|Application Basis of Detonation Propulsion Technology
• 页码范围: 941-949
• 页数: 9页
• 分类号: V231.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200575

摘要

针对高热流密度燃烧室壁面热防护需求,提出了一种空气阵列射流冲击和燃油冷却肋板的集成冷却方式,在射流平均雷诺数Rej为1×104～3×104,燃油进口流速vf为2.33～5.23m/s内,采用数值模拟方法对其传热特性进行了研究,并基于壁面加热侧当量对流换热系数的概念,分析了基准肋板以及燃油冷却肋板的传热增强作用.与无肋板靶面的阵列射流冲击相比,带肋板阵列射流冲击的面积平均当量对流换热系数是前者的1.6倍,压力损失系数相对提高了约25％;采用燃油冷却肋板,加热壁面综合传热能力进一步增强,在Rej=1×104时,采用燃油冷却肋板的面积平均当量对流换热系数是基准肋板的1.5倍以上,即使在Rej=3×104时,燃油冷却肋板的传热增强比也可以达到1.2;燃油冷却肋板的出口温度相对进口温度的提升在20～50K内,其提升幅度随着射流雷诺数或燃油进口流速的增大而减小.