發(fā)布時(shí)間：2020-06-26 19:30

【摘要】：隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,性能不斷提高,導(dǎo)致壓比不斷升高,壓氣機(jī)出口溫度也不斷升高,燃油系統(tǒng)受到高溫空氣的加熱導(dǎo)致燃油溫度升高。同時(shí)燃油作為冷源廣泛的被用于冷卻飛機(jī)的電子、滑油等裝置,導(dǎo)致燃油溫度隨之升高。過高的燃油溫度會(huì)使燃油發(fā)生一系列物理化學(xué)變化產(chǎn)生結(jié)焦,影響發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。另外,隨著航空業(yè)發(fā)展,對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)保性的要求也不斷提高。為了實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo),先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用低污染燃燒室。低污染燃燒室和傳統(tǒng)燃燒室相比,燃燒組織更加先進(jìn),結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。復(fù)雜的結(jié)構(gòu)對(duì)結(jié)焦防護(hù)帶來了新的挑戰(zhàn)。對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)而言,在保證性能和安全的前提下提高部件使用壽命是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)之一。對(duì)燃油噴嘴,換熱器等易結(jié)焦的部件而言,針對(duì)結(jié)焦產(chǎn)物物性的研究有助于對(duì)結(jié)焦機(jī)理的理解。同時(shí),對(duì)結(jié)焦沉積的零部件性能衰減規(guī)律的研究需要建立在熱氧化結(jié)焦沉積特性和結(jié)焦產(chǎn)物的物性研究的基礎(chǔ)上。綜上所述,本文以低污染燃燒室燃油噴嘴熱防護(hù)技術(shù)為研究背景,針對(duì)RP-3航空煤油在低污染燃燒室燃油噴嘴典型管路內(nèi)的熱氧化結(jié)焦特性和結(jié)焦產(chǎn)物熱物性開展研究,總結(jié)其結(jié)焦特性并分析結(jié)構(gòu),流速等參數(shù)變化對(duì)其影響規(guī)律和結(jié)焦產(chǎn)物的物性。為低污染燃燒室燃油噴嘴熱防護(hù)方案設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。本文結(jié)合低污染燃燒室燃油噴嘴典型管路結(jié)構(gòu)特點(diǎn),提出“急彎”和“緩彎”兩種典型結(jié)構(gòu),并對(duì)其流動(dòng)和傳熱特性進(jìn)行數(shù)值模擬分析�；�于恒定環(huán)境溫度的試驗(yàn)方法,制定試驗(yàn)方案,搭建熱氧化結(jié)焦試驗(yàn)系統(tǒng),設(shè)計(jì)螺旋管和直角彎管兩種結(jié)構(gòu)試驗(yàn)件,對(duì)RP-3航空煤油在兩種結(jié)構(gòu)下的結(jié)焦沉積特性進(jìn)行試驗(yàn)研究。另外,針對(duì)結(jié)焦產(chǎn)物的物性開展了試驗(yàn)研究。測(cè)量結(jié)焦產(chǎn)物的物性,獲其表觀形貌,擬合結(jié)焦產(chǎn)物的比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。主要結(jié)論:直角彎管和螺旋管的出口溫度均隨著進(jìn)口流速的增大而減小,直角彎管壁溫隨著進(jìn)口流速的增加而減小;直角彎管的沿程結(jié)焦量在進(jìn)入彎曲區(qū)域后迅速升高,峰值出現(xiàn)位置相比于直管大幅提前;峰值后,結(jié)焦量在彎曲區(qū)域總體保持了較高的水平,進(jìn)入出口直管段開始下降;螺旋管沿程結(jié)焦量分布呈現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu),第一峰值出現(xiàn)的位置相比于直管大幅提前;兩種結(jié)構(gòu)下,隨著進(jìn)口流速的增加,沿程結(jié)焦量和總單位面積結(jié)焦量均下降;螺旋管,直角彎管和直管的沿程結(jié)焦量依次降低;對(duì)直角彎管局部結(jié)焦量的研究顯示,彎曲區(qū)域和直管區(qū)域結(jié)焦量不存在明顯差異;結(jié)焦產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)為球狀顆粒堆積且表面存在可見孔隙;其表觀密度約為1049kg/m~3,真密度約為1498kg/m~3,孔隙率約為29.9%;油焦比熱容約為1.1~2.2J/g·K,導(dǎo)熱系數(shù)約為0.19~0.28W/m·K,均隨著溫度的升高而增加。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V231
【圖文】：

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章 緒論景發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1.1 所示，主要包括擴(kuò)壓器，火焰筒，噴組成。其中，噴嘴配合火焰筒外的燃油總管等部件組成了供油系統(tǒng)。供燒室的重要組成部件之一。其主要功能是，通過供油控制系統(tǒng)控制下，，油泵，燃油總管穩(wěn)定，高效，可控的送入燃油噴嘴，經(jīng)過燃油噴嘴霧燒，與燃燒室內(nèi)空氣發(fā)生反應(yīng)釋放化學(xué)能為熱能，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力[系統(tǒng)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，其可靠穩(wěn)定高效的工作直接關(guān)乎飛能。Equation Chapter 1 Section 1

代表的先進(jìn)民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，壓氣機(jī)出口溫霧化噴入燃燒室燃燒前，會(huì)在噴嘴內(nèi)受到擴(kuò)增加，使得燃油在噴嘴內(nèi)受熱升溫的情況愈表 1.1 軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵參數(shù)變化表1940 1950 1960 1970 193 5 10 19 3 413 486 603 735 8 1100 1150 1260 1400 173 3.5 4.5 6 一定溫度后，航空煤油會(huì)和航空煤油中溶解由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)導(dǎo)致燃油熱氧化結(jié)焦。熱氧化m Edwards 等[2]人針對(duì) JP-8 航空煤油對(duì)燃油影響，當(dāng) JP-8 航空煤油的溫度達(dá)到 423K 時(shí)解結(jié)焦反應(yīng)。

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭東;于維銘;鐘北京;;RP-3航空煤油替代燃料及其化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型[J];物理化學(xué)學(xué)報(bào);2015年04期

2 程明;尚守堂;劉殿春;高家春;郭瑞卿;張珊珊;李鋒;;燃油分級(jí)比例對(duì)TAPS燃燒室性能的影響[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2012年04期

3 徐華勝;鄧遠(yuǎn)灝;馬存祥;;民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)低排放燃燒室技術(shù)[J];航空科學(xué)技術(shù);2012年04期

4 郭小勇;趙創(chuàng)要;王良璧;林志敏;;螺旋管中二次流強(qiáng)度的數(shù)值研究[J];甘肅科學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

5 黃艷斐;朱岳麟;熊常健;潘英杰;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴結(jié)焦積碳的性質(zhì)[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

6 吳瀚;鄧宏武;徐國強(qiáng);琚印超;孫紀(jì)寧;;流動(dòng)方式對(duì)航空煤油RP-3結(jié)焦的影響[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2011年06期

7 朱錕;鄧宏武;王英杰;徐國強(qiáng);;超臨界壓力下航空煤油結(jié)焦換熱綜述及實(shí)驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2010年11期

8 金迪;徐國強(qiáng);王英杰;鄧宏武;;不銹鋼表面氧化對(duì)RP-3航空煤油熱氧化結(jié)焦的影響[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2010年01期

9 王英杰;徐國強(qiáng);鄧宏武;羅翔;王勤;;進(jìn)口溫度影響航空煤油結(jié)焦特性實(shí)驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2009年09期

10 朱玉紅;余彩香;李子木;米鎮(zhèn)濤;張香文;;航空燃料超臨界熱裂解過程中焦炭的形成[J];石油化工;2006年12期

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1 裴鑫巖;航空煤油超臨界換熱與氧化結(jié)焦理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2016年

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1 王丹;通道內(nèi)二次流強(qiáng)化傳熱特性的數(shù)值分析[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

2 王輝;冷卻通道內(nèi)煤油結(jié)焦特性研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

3 朱玉紅;吸熱燃料超臨界熱裂解過程抑焦技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2730790