留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

燃烧室高温燃油的密度变化特性及控制方法研究

王想义 张磊 张若凌 蒋劲

王想义, 张磊, 张若凌, 等. 燃烧室高温燃油的密度变化特性及控制方法研究[J]. 实验流体力学, 2021, 35(3): 83-87. doi: 10.11729/syltlx20190162
引用本文: 王想义, 张磊, 张若凌, 等. 燃烧室高温燃油的密度变化特性及控制方法研究[J]. 实验流体力学, 2021, 35(3): 83-87. doi: 10.11729/syltlx20190162
WANG Xiangyi, ZHANG Lei, ZHANG Ruoling, et al. Research on density variation and control method of high temperature fuel in combustor[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(3): 83-87. doi: 10.11729/syltlx20190162
Citation: WANG Xiangyi, ZHANG Lei, ZHANG Ruoling, et al. Research on density variation and control method of high temperature fuel in combustor[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(3): 83-87. doi: 10.11729/syltlx20190162

燃烧室高温燃油的密度变化特性及控制方法研究

doi: 10.11729/syltlx20190162
基金项目: 

国家自然科学基金 51976233

国家科技重大专项 2017-Ⅲ-0005-0030

详细信息
    作者简介:

    王想义(1979-), 男, 甘肃甘谷人, 工程师。研究方向: 超燃冲压发动机结构设计及先进制造工艺研究。通信地址: 四川省绵阳市二环路南段6号1902信箱(621000)。E-mail: wxy0812@163.com

    通讯作者:

    张磊, E-mail: zl20051038@163.com

  • 中图分类号: V433.9+2

Research on density variation and control method of high temperature fuel in combustor

  • 摘要: 针对燃烧室主动冷却通道高温燃油的密度变化特性进行了分析,给出了燃油温度和压力等参数的测量系统设计方法,利用能量守恒和等熵关系式设计了能够适应燃油密度大幅度变化的喷注压力调控方案。为确定燃油密度变化对调控方案的影响,在直连式燃烧试验平台开展了燃油喷注压力调控试验,试验过程中燃油测控系统工作正常,燃油喷注压力和密度大幅度变化过程与计算结果吻合较好,验证了高温燃油密度计算方法和测控方法的有效性。
  • 图  1  主动冷却燃烧室的工作过程示意

    Figure  1.  The working processand active cooling of combustor

    图  2  RP-3密度随温度和压力变化

    Figure  2.  The density of RP-3 vs. temperature and pressure

    图  3  燃油控制系统原理示意

    Figure  3.  The principles of measurement and control for combustor

    图  4  喷孔面积调节系统示意

    Figure  4.  The regulating scheme of the area of fuel injection holes

    图  5  喷孔面积和燃油密度随温度变化

    Figure  5.  The fuel injection area and density vs. temperature

    图  6  主动冷却燃烧室启动过程试验流程

    Figure  6.  The test procedure of starting process of actively cooled combustor

    图  7  燃油压力和温度曲线

    Figure  7.  The fuel injection pressure and temperature

    图  8  燃油喷注压力的试验与计算对比

    Figure  8.  The comparison of the injection pressure between test and calculation

  • [1] HEISER W, PRATT D, DALEY D, et al. Hypersonic airbreathing propulsion[M]. Washington, DC: AIAA, Inc., 1994. doi: 10.2514/4.470356
    [2] DRUMMOND J P, COCKRELL C E Jr, PELLETT G L, et al. Hypersonic airbreathing propulsion: an aerodynamics, aero-thermodynamics, and acoustics competency white paper[R]. NASA/TM-2002-211951.
    [3] MCCLINTON C R. High speed/hypersonic aircraft propulsion technology development[C]//Proc of the Advances on Propulsion Technology for High-Speed Aircraft. 2008.
    [4] HANK J, MURPHY J, MUTZMAN R. The X-51A scramjet engine flight demonstration program[C]//Proc of the 15th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference. 2008. doi: 10.2514/6.2008-2540
    [5] JACKSON T A, EKLUND D R, FINK A J. High speed propulsion: Performance advantage of advanced materials[J]. Journal of Materials Science, 2004, 39(19): 5905-5913. doi: 10.1023/B:JMSC.0000041687.37448.06
    [6] WISHART D, FORTIN T, DAN G N, et al. Design, fabrication and testing of an actively cooled scramjet propulsion system[C]//Proc of the 41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. 2003. doi: 10.2514/6.2003-15
    [7] BOUDREAU A H. Status of the U.S. Air Force Hytech program[R]. AIAA-2003-6947, 2003.
    [8] 张磊, 乐嘉陵, 张若凌, 等. 超临界压力下湍流区碳氢燃料传热研究[J]. 推进技术, 2013, 34(2): 225-229. doi: 10.13675/j.cnki.tjjs.2013.02.024

    ZHANG L, LE J L, ZHANG R L, et al. Heat transfer of hydrocarbon fuel in turbulent flow region under supercritical pressure[J]. Journal of Propulsion Technology, 2013, 34(2): 225-229. doi: 10.13675/j.cnki.tjjs.2013.02.024
    [9] ZHANG L, ZHANG R L, XIAO S D, et al. Experimental investigation on heat transfer correlations of n-decane under supercritical pressure[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2013, 64: 393-400. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.04.058
    [10] ZHAO G Z, SONG W Y, ZHANG R L. Effect of pressure on thermal cracking of China RP-3 aviation kerosene under supercritical conditions[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2015, 84: 625-632. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.01.059
    [11] JIANG J, ZHANG R L, LE J L, et al. Regeneratively cooled scramjet heat transfer calculation and comparison with experimental data[J]. Journal of Aerospace Engineering, 2014, 228(8): 1227-1234. doi: 10.1177/0954410013488737
    [12] 张华. 超燃冲压发动机燃料供应系统方案研究[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2011.

    ZHANG H. Investigation of hydrocarbon-fueled scramjet feed system scheme[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2011.
    [13] 童秉纲, 孔祥言, 邓国华. 气体动力学[M]. 北京: 高等教育出版社, 1996.
  • 加载中
图(8)
计量
  • 文章访问数:  465
  • HTML全文浏览量:  141
  • PDF下载量:  18
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-02
  • 修回日期:  2021-02-25
  • 刊出日期:  2021-06-25

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要公告

    www.syltlx.com是《实验流体力学》期刊唯一官方网站,其他皆为仿冒。请注意识别。

    《实验流体力学》期刊不收取任何费用。如有组织或个人以我刊名义向作者、读者收取费用,皆为假冒。

    相关真实信息均印刷于《实验流体力学》纸刊。如有任何疑问,请先行致电编辑部咨询并确认,以避免损失。编辑部电话0816-2463376,2463374,2463373。

    请广大读者、作者相互转告,广为宣传!

    感谢大家对《实验流体力学》的支持与厚爱,欢迎继续关注我刊!


    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日