一种新型燃烧室供油系统热防护方案

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1、第48卷第3期2016年6月南京航JournalofNanjingDOI：10．16356／j．1005—2615．2016．03．011空航天大学学报UniversityofAeronautics&Astronautics一种新型燃烧室供油系统热防护方案武禹1张净玉1李季2骆东1V01．48No．3Jun．2016(1．南京航空航天大学能源与动力学院，南京，210016：2．中国人民解放军驻120厂军事代表室，哈尔滨，150000)摘要：随着航空发动机燃烧室进口空气温度的不断升高，燃油在供油管路内受热氧化结焦从而引发诸多隐患的情况日益突出。本文针对

2、某型中心分级、多点喷射供油系统，开展了以空气隔热屏结合“油冷”的热防护方案设计研究，并通过数值模拟分析了热防护效果。研究表明，在典型高温进气工况下，空气隔热屏结构可将燃油管路湿壁温度降低至燃油氧化结焦临界温度以下；在慢车主油路停止供油的情况下，单一的空气隔热措施难以满足热防护设计要求，结合“油冷”方案可达到设计要求。关键词：燃油结焦；热防护；供油系统中图分类号：V231．1文献标志码：A文章编号：1005—2615(2016)03—0366—06NewTypeThermalProtectionSchemeonFuelSupplySystemofCom

3、bustorWuYul，ZhangJingyul，LiJi2，LuoDon91(1．CollegeofEnergyandPowerEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；2．MilitaryPresentativeOfficeofPeople’SLiberationArmy120FactoryGarrison，Haerbin，150000，China)Abstract：Thehiddendangercausedbytheoxygenand

4、cokeoffuelinthefuelsupplypipeincreaseswiththeriseoftemperatureontheentranceofthecombustionchamberofaviationengine．Inthispaperathermalprotectionthatusesairheatshieldand“oilcooling“isdesignedforacertaincenter-leveledandmulti—pointinjectionfuelsupplysystem，andtheeffectisanalyzedby

5、numericalsimulation．Thestudyshowsthatinthetypicalhightemperaturecondition，theairheatshieldstructurecanlowerthetempera—tureofthewetted—wallfuelpipebelowthecriticaltemperatureoffuelcoking；whenthemainfuelinid—lingratingstopstosupplyfuel，thesoleairthermalprotectioncannotmeetthedesi

6、gnrequirementswithoutthe。oilcooling’program．Keywords：fuelcokingdeposition；thermalprotection；fuelsupplysystem随着航空发动机性能的不断提高，压气机的压比不断提高，压气机出口气流温度相应提高。目前，先进民用航空发动机燃烧室的进口温度达到800K以上。这导致了供油系统内燃油受热结焦沉积的隐患增加，从而可能影响发动机的正常运作。燃油结焦是一系列复杂的化学和物理过程，Hazlett[13以JP一8为原料，通过试验研究认为结焦机理可分为两种形式：当温度为4

7、48-、一644K时，发生氧化结焦形式；当温度达到699K以上时，发生热裂解结焦形式。Chin‘23等认为影响燃油氧化结收稿日期：2016—02—24；修订日期：2016—04一iI通信作者：张净玉，女，副教授，E—mail：zjyhxme@nuaa．edu．cn。引用格式：武禹，张净玉，李季，等．一种新型燃烧室供油系统热防护方案[J3．南京航空航天大学学报，2016，48(3)：366—371．WuYu，ZhangJingyu，LiJi．eta1．Newtypethermalprotectionschemeonfuelsupplysystemofc

8、ombustorl-J]．JournalofNanjingUniversityofAeronautics&A