强余旋一体化支板稳定器雾化特性研究

本文在高温高速强余旋来流条件下,初步探索了带尾缘方案下支板一体化喷油稳定器结构的油气掺混工作特性,为后期研究回流区卷吸量和稳焰特性做准备。使用平面激光诱导荧光(PLIF)、平面米散射(PMIE)、相位多普勒粒子分析仪(PDPA)等设备,以航空煤油为介质,在来流温度300~1050 K,马赫数0.15~0.45,液气动量比20~250,来流角度-15°~15°,供油压差0.2~1.8 MPa等条件下,探究了来流参数、气液动量比、韦伯数等多因素对射流轨迹、雾化粒径的影响规律。试验表明:上喷式支板尾缘一体化喷油稳定器的整体射流轨迹与横向射流结构较类似,液气动量比越大,射流穿透深度增加越明显;气体韦伯数的影响机制比较复杂,当其增大时,射流穿透深度呈下降趋势,是来流与射流之间的压差力和各向剪切力的作用使得表面波增长迅速,不稳定性增强,叠加气液动量交换增大的结果;气流与支板夹角的正逆变化,即余旋角变化,使得垂直于来流气体方向的速度分量产生变化,流道内稳定器的喉部效应增大了湍流度,使射流轨迹变粗糙,穿透深度变短;通过分析PDPA数据,在射流覆盖区域呈现出了整体的粒径分布情况,显示出了射流轨迹、表面波主导破碎区、二次雾化区、粒径稳定区间的关系。

高温高速来流条件下扇形喷嘴雾化特性研究

为了探索扇形喷嘴在加力燃烧室应用的可行性,采用Mie散射和PLIF激光测量系统对其在高温高速环境中的雾化特性开展了研究。获得了在不同来流温度、来流马赫数以及燃油流量条件下燃油轨迹变化规律、蒸发距离及气液两相分布特性,并拟合了穿透深度经验公式。试验结果表明:在来流温度850~1 250 K,马赫数为0.15~0.35,燃油流量6~14 g/s的工况下,(1)温度升高,燃油穿透深度减小,蒸发距离变短;(2)马赫数增加,燃油穿透深度减小,蒸发距离变长;(3)燃油流量增加,燃油穿透深度增加,对蒸发距离影响较小;(4)气相燃油分布区约为液相的6倍。

轻型涡扇发动机悬挂式试车台架设计与有限元分析

为满足轻型涡扇发动机地面试验,本文采用UG(Unigraphics)软件,对轻型涡扇发动机悬挂式试车台架进行设计,并应用Ansys软件,建立试验车台架结构有限元模型,对悬挂式试车台架的结构和强度进行分析与计算。研究结果表明,试车台架结构在发动机推力与重量载荷耦合作用下,最大应力发生在动架前安装节根部圆角处,其Von Mises等效应力为16.8178 MPa,远小于材料Q345的屈服强度345 MPa,且当量应力主要由Y向应力决定,最大为15.064 MPa,其Von Mises总应变为1.13×10-4 mm,满足强度和刚度设计要求。该设计不但可以安装不同型号的发动机,节约了成本,而且实现了推力测量及校准功能,降低了意外发生的风险。该研究为搭建试车台架提供了理论依据。

蒸发管蒸发及雾化特性

为了研究某型发动机中的Γ型蒸发管的蒸发性能,在进口空气为常压条件下进行实验研究.实验采用燃气加热,模拟实际蒸发管工作环境.实验研究气油比、进口空气温度以及蒸发管管壁温度的变化对蒸发管燃油蒸发率及出口索太尔平均直径SMD(Sauter mean diameter)的影响.实验结果表明:气油比(AFR)、蒸发管空气进口温度及蒸发管壁温对蒸发率及SMD都有着很大的影响,气油比的增大和空气进口温度的增大以及蒸发管壁温的提高都会导致燃油蒸发率的增大和出口SMD直径的减小,而三者中壁温的作用最为显著.