直射式喷嘴流动特性的数值和试验研究

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1、第42卷第6期航空发动机Vol.42No.62016年12月AeroengineDec.2016直射式喷嘴流动特性的数值和试验研究熊溢威，李锋，高伟伟，罗卫东，赵凯，王昌盛（北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191）摘要：加力燃烧室喷油杆多采用直射式喷嘴，为进一步分析影响喷油杆通流能力的因素以及喷嘴内部燃油空化的问题，进行了数值和试验研究。选取了Schnerr-Sauer、Singhal及Zwart-Gerber-Belamri三种空化模型进行比较后，采用Schnerr-Sauer空化模型进行计算，对喷嘴的流量系数、空化区域以及空化源进行了数值模拟，对2种典型直射式喷嘴进

2、行了试验分析。结果表明：喷孔长径比、开孔位置对流量系数影响较大，喷孔前加过渡段能够起到一定的稳流、消除空化的作用，在喷孔大锐角入口处形成明显的空化源，空化体积分数随压力、壁厚和入口段变化，进一步计算发现当进口倒角为30毅～45毅或者圆角，倒角比W/D=0.2左右时能有效抑制燃油空化。关键词：直射式喷嘴；加力燃烧室；流量系数；空化；喷油杆；航空发动机中图分类号：V233.2+2文献标识码：Adoi：10.13477/j.cnki.aeroengine.2016.06.011NumericalandExperimentalStudyofFlowCharacteristicofDirect

3、SprayedNozzleXIONGYi-wei,LIFeng,GAOWei-wei,LUOWei-dong,ZHAOKai,WANGChang-sheng渊SchoolofEnergyandPower,BeihangUniversity,Beijing100191,China冤Abstract:Directsprayednozzlesarealwaysappliedinthefuelinjectorofafterburner.Inordertoanalyzethefactorsinfluencingtheflowcapacityofthefuelinjectorandfindout

4、theproblemofkerosenecavitationintheorifice,numericalsimulationsandexperimentswereconducted.ComparingthreecavitationmodelsofSchnerr-Sauer,SinghalandZwart-Gerber-Belamri,andtheSchnerr-Sauercavitationmodelwaschosen.Simulationsofnozzle'sflowfieldwereperformedtoanalyzethedischargecoefficient,cavitat

5、ionareasandcavitationsource.Experimentsontwotypicaltypesofnozzlewereconducted.TheresultsshowthatL/Dandlocationoftheorificebothhaveobviousinfluenceondischargecoefficient,andatransitioninfrontoftheorificecansteadytheflowandweakenthecavitationinsomedegree.Italsoshowsthatapparentcavitationsourceisf

6、ormedattheentryoforificewhichisinfluencedbykerosenepressure,wallsicknessandentryflowfield.Thusthemethodsoflowercavitationcomeintobeing.Aspeciallydesignedinnerringchamfercaneffectivelyweakenthecavitationwhentheentryisroundedorthechamferanglecomesbetween30毅and45毅withachamferratioof0.2.Keywords:di

7、rectsprayednozzle曰afterburner曰dischargecoefficient;cavitation曰fuelinjector曰aeroengine状态点下和飞机的各种姿态下，燃油压力和发动机推0引言力无明显脉动，即便在猛推油门和猛收油门的情况下加力燃烧室喷油杆是接在燃油总管上负责燃油均能可靠工作。因此，研究燃油管路的流动特性，是深在加力燃烧室中输运和雾化的组件，决定着燃油浓度入分析加力燃烧室中的流场特性和燃烧特性等重要分布，直接影响