二元亚燃冲压发动机高空模拟扩压器气动设计
2011-07-14刘志友马前容田金虎
燃气涡轮试验与研究 2011年3期
庄 欢,刘志友,马前容,田金虎
(中国燃气涡轮研究院,四川 江油621703)
1 引言
冲压发动机是利用进气道的冲压作用,将高速空气减速增压升温后送入燃烧室与燃料混合燃烧,高温燃气经膨胀加速后由喷口喷出从而产生推力[1]。由于冲压发动机自身不带涡轮增压,冲压燃烧室工作压力较低,因此,在高空台试验时,必须建立有效的环境来模拟高空低压排气条件,冲压发动机才能正常工作[2]。排气扩压器的作用是将发动机排出燃气的部分动能转换为压力能,真实模拟发动机排气反压和环境压力条件。它是高空台排气系统将被试发动机的高温高速燃气进行减速、降温、降噪处理,从而使燃气顺利进入抽气系统的关键部件之一。对于高空台,排气扩压器可在发动机排气膨胀比不变的前提下,在一定的试验范围内充分利用发动机排出燃气的能量,提高高空台模拟高度、节约能源、扩大高空台工作范围[3]。本文根据某型冲压发动机连管试验对高空舱内环境压力的要求,考虑到某高空台现有的抽气能力,使用商业软件Fluent辅助设计了一种高空模拟扩压器,并确定了最优的扩压器结构形式、结构参数和引射间距。
2 排气扩压器的功用
排气扩压器能将发动机的部分排气动能恢复为压力能,从而将系统中的气体压力从高空舱中的低压提高到抽气机前的较高压力,相当于“第一级大容量抽气机”的作用。排气扩压器位于冲压发动机后面,与拉瓦尔喷管一起构成一内压式引射器(见图1)。……
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