微引射热气除冰腔引射性能分析

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1、第45卷第3期2013年6月南京航JournalofNanjing空航天大学学报V01．45UniversityofAeronautics&AstronauticsJun．NO．32013微引射热气除冰腔引射性能分析梁青森陈维建马辉张大林(南京航空航天大学航空宇航学院，南京，210016)摘要：为了提高飞机热气除冰系统的性能，介绍了飞机微引射热气除冰腔的工作原理，应用FLUENT软件对7种不同结构的微引射热气除冰腔的引射性能进行了数值模拟。根据数值计算结果选出了合理的微引射系统结构，并对其工作性能进行了试验研究。数值模拟结果表明，在其他结构参数不变时，微引射系统中主射流孔间距和混合室长径比

2、存在最佳值。将数值模拟结果与试验结果进行了对比，两者吻合良好，表明数值模拟方法可以用来对微引射热气除冰腔进行结构优化设计。关键词：微引射防／除冰系统；热气防冰系统；飞机防／除冰；试验研究；数值模拟中图分类号：V244．1文献标志码：A文章编号：1005—2615(2013)03—0341-06InjectionPerformanceofHot_AirDe-icerwithMicro-lnjectorLiangQingsen，ChenWeijian，MaHui，ZhangDalin(CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAerona

3、utics＆Astronautics，Nanjing210016，P．R．China)Abstract：Inordertoimprovetheperformanceofaircrafthot—airde—icingsystem，theworkingprincipleofhot—airde—icerwithmicro—injectoriSintroduced，andtheperformanceofsevendifferenthot—airde—icerswithmicro—injectorisnumericallyinvestigatedwithFLUENT．Accordingtothesi

4、mulationresults，theoptimumstructureisinvestigatedexperimentally．Theresultsindicatethatthereexistbestvaluesinbothinjectorspacingandmixingcavityaspectratiowithotherparameterskeepinginvariant．Thenu—mericalresultsofinjectionratioareingoodagreementwithexperimentaldata，whichindicatesthatnu—mericalapproa

5、chcouldbeemployedinthestructureoptimizationofhot—airde—icerwithmicro—injector．Keywords：micro—injectoranti／de—icingsystem；hot—airanti—icingsystem；aircraftanti／de—icing；experi—mentresearch：numericalsimulation结冰会对飞机飞行产生多种不利影响，研究表明，机翼表面积冰会破坏机翼气动外形，造成飞行阻力增加，升力减小等问题，严重时会造成坠机事故[1{]。为了保证飞行安全，在需要对结冰进行防护的飞机

6、上均设有可靠的飞机防／除冰系统。飞机防／除冰系统可分为两大类：一类称为防冰系统，即不允许在飞机结冰防护部件上产生结冰现象的系统；另一类称为除冰系统，即允许在飞机结冰部件上存在一定量的冰，然后周期性地把冰除去的系统。根据防／除冰的不同方式又可分为：机械除冰系统、液体防冰系统、电热防／除冰系统及热气防／除冰系统等瞳]。其中，热气防／除冰系统是目前应用最广泛也是最可靠的防／除冰系统之一。热气防／除冰系统将飞机发动机压气机引出的高温空气导人防／除冰腔内，利用其热能对防护表面进行加热，从而保证表面不结冰或将所结的冰融化。为了保证发动机的性能，发动机引气量往往受到严格限制，这与飞机防／除冰用气量较大形

7、成了基金项目：南京航空航天大学基本科研业务费专项科研基金(NS2010002)资助项目；江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期：2012—07—10；修订日期：2013—03—06通信作者：陈维建，男，副教授，1979年出生，E-mail：weijian—chen@nuaa．edu．en。342南京航空航天大学学报第45卷矛盾。传统的防冰系统热气换热后直接排到大气中，这部分废气往往仍具有比较高的温度，而采用微引射热气