壁面温度对扩压器性能的影响研究

【摘要】：扩压器是火箭发动机高空模拟试验中的重要设备。由于其直接受到高温燃气冲刷,扩压器的热防护设计存在较大的设计难度。目前国内外有关壁面温度对扩压器性能影响的研究相对较少。本文针对直管式扩压器和二次喉道式扩压器,建立了发动机与扩压器的计算模型,然后采用数值模拟计算的方法,研究了不同入口总温、不同壁面温度下不同构型扩压器的流场和性能。研究结果表明:1)壁面温度对扩压器内部的流场具有重要影响。随着壁面温度的增加,其激波起始位置不断向上游移动,激波串长度随之增加,扩压器容纳激波串的能力降低;2)在相同条件下,二次喉道扩压器的性能要优于直管式扩压器;3)在壁面温度相同时,激波起始位置随着扩压器入口气体总温的增大有远离扩压器入口的趋势,且激波串的长度有逐渐减小的趋势;4)在扩压器入口气体总温相同的条件下,激波串长度与Tw/Tt存在线性关系,即随着Tw/Tt的增大,激波串长度成比例增大。