苗　辉，王慧汝，贾　真，扈鹏飞（.中航空天发动机研究院有限公司，北京0008；.沈阳发动机设计研究所，沈阳005）

航空发动机燃烧室喷嘴内燃油传热特性的数值研究

苗辉1，王慧汝1，贾真1，扈鹏飞2
（1.中航空天发动机研究院有限公司，北京100028；2.沈阳发动机设计研究所，沈阳110015）

摘要：采用数值模拟方法，研究航空发动机燃烧室喷嘴内燃油的传热特性：使用三维建模软件对喷嘴进行精细的几何建模，喷嘴模型包括旋流器叶片和隔热套管等细节特征；采用商业CFD软件对比研究不同喷嘴内燃油的传热特性，确定喷嘴隔热套管的隔热效果。结果表明，在所给工况条件下，隔热套管能减少喷嘴杆部温升约50%，对主油路温升的抑制作用随着主油路流量的增加而逐渐减小，对副油路燃油温升的抑制作用比较明显且基本不随主油路流量变化。工程算法和数值模拟计算的喷嘴出口燃油温度之间相差明显。

关键词：航空发动机；燃烧室；燃油喷嘴；热防护；传热；结焦；数值模拟

1　引言

先进航空发动机的总压比越来越高，压气机出口温度也显著增加。如推重比10一级发动机，压气机出口总温可达1 000 K［1］。而压气机出口温度的增加，导致喷嘴内燃油温度随之上升，增加了燃油沉积和结焦的风险［2-4］，为发动机带来极大的安全隐患。很多学者［5-7］从燃油结焦特性方面对航空发动机燃烧室燃油喷嘴进行了研究，结果显示燃油管道沉积率等参数与燃油温度直接相关。

为控制燃油结焦风险，在燃烧室设计阶段就要对喷嘴内的燃油温度进行计算。……