针栓结构参数对液氧/甲烷发动机跨临界燃烧效率的影响

作     者：谭天军 张斌 李志强 向纪鑫 徐吉峰 任和 郑晓霞 TAN Tianjun;ZHANG Bin;LI Zhiqiang;XIANG Jixin;XU Jifeng;REN He;ZHENG Xiaoxia

作者机构：太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 中国人民解放军空军装备部太原军事代表处太原030000 太原理工大学航空航天学院太原030600 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心北京102211 中国商用飞机有限责任公司营销中心上海200126 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2024年第39卷第9期

页      面：416-427页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：山西省应用基础研究计划面上青年项目(20210302124681,20210302124385) 山西省高等学校科技创新项目(2021L069) 山西省关键核心技术和共性技术研发攻关专项(2020XXX017) 山西省科技重大专项(202101120401007) 

主　　题：液氧/甲烷火箭发动机 针栓式喷注器 跨临界燃烧 结构参数 燃烧效率 

摘      要：为了研究跨临界燃烧下针栓结构参数对燃烧效率的影响,采用标准k-ε湍流模型、非绝热稳态扩散火焰面模型,同时考虑流体真实物性,对液氧/甲烷针栓式发动机跨临界燃烧进行数值研究。分析不同物性计算方法对推力室内流场影响,并分析针栓喷注器径向环缝宽度、轴向环缝宽度对发动机燃烧效率的影响。结果表明:考虑跨临界效应时,形成的中心回流区和高温区域均较小。在一定范围内,径向环缝增大,燃烧效率先减小后增大,轴向环缝宽度增大,燃烧效率降低,轴向环缝宽度取较小值而径向环缝宽度取较大值时,可获得较高的燃烧效率。动量比小于1时,增大轴向动量可有效改善混合;动量比大于1时,增大轴向动量对改善混合的作用减弱。燃烧效率随动量比增大而降低,当不同工况的动量比值接近时,总动量较大工况的燃烧效率更高。