航空发动机钛合金在微尺度下摩擦着火特性数值计算分析

叶片与机匣的异常摩擦是航空发动机钛火发生的主要热源。将航空发动机钛合金摩擦着火过程的微凸起/微碎片作为研究对象,建立考虑摩擦热源的微尺度着火模型,计算分析了粒径、摩擦系数、氧浓度和流速等因素的影响规律,并与经典模型进行比较。结果表明:临界着火温度及延迟时间随着粒径的减小不断降低,随着摩擦系数下降不断增大,随着氧浓度增加不断降低,随着流速的提高而呈上升趋势;当粒径为82.5μm时,经典模型与摩擦模型的临界着火温度分别为825K和677K,着火延迟时间分别为0.035s和0.032s;当摩擦系数减小0.2时,其临界着火温度提高约20K,而着火延迟时间提高约10s;当氧浓度为50%时,经典模型与摩擦模型的着火温度分别为826K和782K;当流速为310m/s时,经典模型与摩擦模型的着火温度分别为966K和964K,着火延迟时间分别为0.54s和0.43s。