U形管内含水航空燃油流动及换热特性数值模拟

为探究航空发动机燃油管路内流动及换热特性,建立发动机外部U形燃油管路含水燃油离散相模型(DPM)进行数值模拟。结果表明:体积含水率(≤10%)越高,U形管全管段的压降梯度越大,换热系数越高;流动分离、迪恩涡、离心力作用和油水两相相互作用导致流动阻力增大,是弯管段压降梯度明显大于一般直管的主要原因。不同流量条件下:迪恩涡引起的燃油横向输运和二次流流速分布对弯管段的周向换热不均现象影响较大,弯管内、外侧的换热系数大小关系可以根据弯管段迪恩数判定。环境温度不变,流量越大,U形管全管段压降越高,沿程换热系数越大,且含水率越高,流量对压降梯度的影响越明显;流量不变,环境温度越低,U形管全管段压降越高,沿程换热系数越小。

航空发动机燃油泵流量和压力脉动特性研究

燃油系统是航空发动机的心脏,对航空发动机的各种工作性能影响极大.基于结构设计与改进的研究,建立了某型航空发动机柱塞式燃油泵的数学模型,利用MATLAB数值计算软件,对该模型进行数值分析,得到了柱塞式燃油泵压力和流量脉动变化曲线,并利用AMESIM液压仿真模型,对燃油泵的压力和流量脉动变化曲线进行对比分析.结果表明,随着发动机转速和油门杆角度的增加,柱塞泵的流量和压力脉动幅值增加,当油门杆角度继续加大时,柱塞泵的平均供油量却下降.

气压缓冲器非线性数学模型辨识

为了求得某涡喷发动机中气压缓冲器的高精度数学模型 ,利用机理建模的方法 ,建立了气压缓冲器非线性数学模型的基本结构 ,用模型辨识方法得到了模型的参数。通过时域仿真与实测结果的比较 ,证明非线性模型的最大误差比线性模型的小 3倍。

基于VXI总线和PID控制的燃调试验台测控系统设计与实现

首次在某型航空发动机燃油调节器试验台测控系统中设计使用了基于VXI总线的数据采集系统和集散控制系统;在VC++环境下,采用科学的设计方法开发了功能齐备、界面友好的应用软件;通过调用数据库中的相关信息,可以灵活配置应用软件;实现了试验控制,安全保护,对重要参数的PID闭环控制,数据采集、处理、自动记录和重复利用等功能;应用结果表明:系统稳定可靠,测控精度高,提高了工作效率,完全满足试验要求;可见,由标准VXI总线设备和在VC++环境下开发的高性能应用软件组成的测控系统,能够大大提高复杂测控试验的精度和效率。

柱塞倾角对航空柱塞泵性能的影响分析

通过对柱塞泵中柱塞的运动方程和柱塞泵的瞬时供油量方程进行分析,利用AMEsim工程仿真软件,建立了某型航空发动机柱塞泵的仿真模型,通过仿真分析了柱塞倾角对柱塞行程、柱塞泵的流量脉动和压力脉动的影响,仿真结果表明柱塞倾角是影响泵流量脉动的重要因素,适当增大柱塞倾角,可以增大柱塞的行程,增加泵的供油量,还能够改善柱塞泵流量的脉动。

加力燃烧室输油管腐蚀的电化学分析

通过腐蚀电化学测试和化学分析两种方法，对ＧＨ１１４０加力燃烧室输油管在ＨＣｌ＋Ｈ２ＳＯ４＋ＣｕＳＯ４溶液中发生点腐蚀的原因做了分析，得出点腐蚀是由于管内外介质传输差异造成的铁离子浓差电池引起的，并提出了防止措施。

内腔辐射热损失对喷管壁温的影响

本文利用排气管内腔表面的表观黑度 ,计算了内腔表面向外界环境的辐射热损失及其对喷管壁温的影响。结果表明 ,喷管下游端的壁面辐射损失高达壁面总热流的 2 0～ 30 % ,在壁温计算时不容忽略。

基于AMESim的大流量燃油总管试验器闭环压力控制系统研究

介绍了大流量燃油总管试验器液压压力控制系统的工作原理,运用AMESim仿真软件建立其仿真模型,并对该系统进行了PID校正,给出了较好的PID校正参数。对校正前后动态特性分析表明,校正后该系统压力控制稳定,稳态误差大幅减少。

非金属滑靴式柱塞泵润滑特性研究

滑靴副是柱塞泵中的关键摩擦副之一,它们之间的油膜润滑特性制约着柱塞泵的寿命。文中以某型柱塞泵为例,对无源油膜润滑理论进行研究,得出某型柱塞泵在不同状态下的油膜厚度;并结合非金属材料润滑特性,得出非金属材料滑靴与无源油膜润滑理论相结合时滑靴副的润滑特性。根据理论分析及实际应用情况,非金属材料滑靴及无源油膜润滑理论可以应用至其它柱塞泵上。

飞机燃油温度变化特性高温地面暴晒试验研究

飞机燃油系统在高温条件下运行时,易在燃油管路和燃油泵出口附近出现气塞和气蚀,造成发动机供油故障。为了研究暴晒后机内燃油温度的变化特性,在高温天气进行飞机暴晒对比试验。试验结果表明,暴晒过程中机翼油箱内燃油温度近似线性增长,而机身油箱内燃油温度随着暴晒时间的推移温升速度逐渐放缓;机翼油箱的油温明显高于机身油箱的油温。所获得燃油温度随暴晒时间的变化规律,可指导飞机燃油系统优化设计及使用限制设计。

某型喷嘴雾化特性实验研究

为了研究某型单路压力雾化喷嘴的雾化特性对发动机启动性能的影响,利用激光粒度仪测试了某型涡喷发动机的燃烧室喷油环喷嘴在低压阶段的喷雾雾化特性,得到了此喷嘴在低压阶段的压力流量关系、喷雾雾化锥角、雾化粒子的速度以及雾化颗粒度的关系。结果表明:采用的单路压力雾化喷嘴流量稳定,雾化角度稳定,雾化粒子分布均匀,但是雾化粒子速度较低,雾化颗粒度较大,需要加大发动机启动时的点火能量。

基于AMESim的燃油分配器数字仿真研究

分析了一种双油路燃油分配器的流动机理及各组件之间的动力学关系。利用AMESim软件构建主油路、副油路及燃油喷嘴的子模型,进而组建燃油分配器数学模型。对分配器的主、副油路打开及放油过程进行动态仿真,分析了弹簧预紧力、初始压缩量和刚度与燃油分配器性能的关系。结果表明,燃油分配器工作特性计算结果与试验结果基本吻合;临界打开压差随弹簧预紧力和弹簧初始压缩量的增大单调递增,临界打开压差与弹簧刚度无关。

知识工程在CAD中的应用

以UG/KF为工具开发了航空发动机敷管系统,并给出实例验证了该方法的实用性和操纵性。

燃油增温对高空低压点火性能影响的实验研究

在高空模拟实验器上，利用已有的航空发动机预燃室点火器，研究了燃油预热增温对高空低压点火性能的影响。试验燃料为航空煤油，燃油预热最高温度为９０℃。结果表明燃油增温可有明显的效果。

管路系统压力损失简捷计算法

从型号研制任务的需要出发,运用管道流体力学的基础知识和多年的实践经验,导出了一个求装有成品附件的管路系统压力损失的经验公式P=J.TG^2/P。在其几何尺寸一定时,通过少量而精确的气流参数测试数据,运用上式可以简捷而快速地求出各种状态下的压力损失。通过多次试验验证,该公式具有足够的准确度,工程实用价值较大,并且有显著的经济效益和社会效益。

元素分析法判断是否有滑油进入发动机燃烧系统的可行性研究

以滑油和燃油的混合油样为研究对象,用氧弹量热仪模拟其在发动机中的燃烧,对燃烧产物进行收集,并对收集液进行多元素的光谱分析。分析结果表明,P元素的测试强度与混合油样中滑油的质量具有很好的线性关系,可以选择P元素为特征元素来定量判断是否有滑油进入发动机燃烧系统并参与燃烧。

气核尺寸对气液同轴离心式喷嘴自激振荡的影响

为了研究气核尺寸对气液同轴离心式喷嘴自激振荡的影响,采用水和空气作为模拟介质,开展了室压条件下冷态喷雾试验.通过试验分析了气核尺寸较大时气液同轴离心式喷嘴自激振荡的喷雾形态,与文献中气核尺寸较小时的喷雾形态进行对比发现气核尺寸不同时,该类喷嘴自激振荡的喷雾形态不同,气核尺寸较大时呈“圣诞树”型分布,气核尺寸较小时呈“串”型分布.气核尺寸对气液同轴离心式喷嘴自激振荡的产生机理有显著影响,由于自激振荡产生机理的不同,喷嘴缩进长度对自激振荡的影响也不同,气核尺寸较大时自激振荡频率随着喷嘴缩进长度呈复杂变化特征,气核尺寸较小时喷嘴缩进长度对自激振荡频率没有影响.气液同轴离心式喷嘴自激振荡频率为2～4 kHz,与燃烧室一阶振型接近,喷雾自激振荡可能会诱发燃烧室不稳定燃烧.

压力振荡对气液同轴离心式喷嘴自激振荡的影响

为了研究供应系统振荡对气液同轴离心式喷嘴自激振荡的影响,采用水和空气作为模拟介质,开展了室压条件下冷态喷雾试验。通过试验分析了供应系统有/无振荡两种情况下离心式喷嘴的喷雾形态,以及供应系统有/无振荡两种情况下气液同轴离心式喷嘴自激振荡的喷雾形态。发现当离心式喷嘴供应系统振荡时,离心式喷嘴产生的锥形液膜也周期性地振荡,同时出现Klystron效应。液膜周期性振荡以及Klystron效应出现的频率与供应系统振荡频率一致。Klystron效应的出现使得喷雾锥角突然减小,锥形液膜发生折叠。供应系统振荡对自激振荡喷雾形态也有显著影响。供应系统振荡引起的Klystron效应使得液膜锥角减小,从而造成"圣诞树"型自激振荡喷雾上的"树枝"增多,同时自激振荡频率增加。这是因为当速度大的液膜追上速度小的液膜时,就会产生Klystron效应并使液膜速度增加。而液膜运动速度越大自激振荡频率也就越大。虽然在供应系统中施加激励没有发生"锁频"现象,但是自激振荡的强度在一定程度上减弱,并且伴随着自激振荡的"分频"现象,即自激振荡频率从一个主频向两侧分化为两个主频。

液体火箭发动机中气液同轴直流式喷嘴研究综述

在双组元液体火箭发动机中,气液同轴直流式喷嘴得到了广泛的应用,这种喷嘴通常由中心的直流式液体喷孔和同轴气体环缝组成。气液同轴直流式喷嘴的工作特性可以分为雾化特性和燃烧特性。其中雾化特性又包括同轴气体作用下射流破碎雾化机理、雾化性能、真实发动机高温高压环境的影响、不稳定燃烧时压力振荡的影响以及自激振荡等;燃烧特性又包括火焰稳定机理、火焰结构以及真实发动机环境的影响等。本文从上述几个方面对气液同轴直流式喷嘴的工作原理进行了综述,以加深对其工作过程的认识。

某燃油计量装置自动压力曲线性能分析

燃油计量装置的自动压力曲线是燃油泵和计量装置综合性能的体现,通过将气压腔的气体压力变化转变为控制杆的位置变化,带动计量油针的位置改变,从而改变流量。通过分析燃油计量装置内部传动部件的结构原理,定位与此性能相关的零部件及装配关系,深入分析这些零部件的关键尺寸及装配位置对此性能的影响。在零件机械加工、装配过程中的关键部位增加工艺要求,减少燃油计量装置试验时故障的发生。