引射与雾化结合的尾气降温特性研究

发布时间：2020-04-21 00:17

【摘要】：红外制导武器及光电成像卫星分辨率提升给军用装备的安全性带来严重威胁。降低发动机尾气的红外特征对增强军用装备的安全性至关重要。以尾气剩余压头为动力的引射器,结构简单且降温效果较好。喷雾有大量相变潜能可实现二次降温。因此,本文提出采用引射加超声波喷雾的方法降低动力系统排气温度,提升军事装备红外隐身能力。本文基于CFD方法,建立了引射混合的数值方法,模拟了高温尾气引射外界冷空气的混合过程,得出了混合过程中温度场,压力场的变化,边界层的发展,出口截面的温度分布等等。气液两相流采用DPM方法模拟。混合气体选取组分输运模型。借助参考资料确定了本文模拟工况下各物性参数。开展验证性实验,通过将模拟数据与同等条件下的实验数据对比验证了引射模型的正确性。探究不同工作条件下入口段直径Din和喉部直径Dth对引射系数λ、压力比η、射流核心区长度l、出口平均温度T,出口平均压力p、界面均匀度系数γm的影响。喉部直径过小则会限制射流边界层的发展,导致被引气流流量受限。入口段直径的增加可以增加引射面积,有利于引射更多外界冷空气进入,但这个过程有可能造成出口出现负压,造成气体回流。研究了工作参数,如尾气入射压力、喷雾特性等对引射器工作性能的影响。入射压力的增高可以使射流核心区长度增加。喷雾的加入可以多方面的改善引射效果,喷雾自身携带的相变潜热可以降低尾气温度,同时改善出口压力分布。喷雾的另一项作用是有助于尾气中的碳颗粒沉降。基于模拟结果加工了一套可降低尾气红外辐射特征的引射雾化系统,经引射雾化器红外抑制后,尾气的温度由205.1℃降为90.5℃,降温114.6℃,红外辐射能降低64%。
【图文】：

第１章绪论雾，几秒钟之内即可形成在舰体周围浓密包裹的细水雾罩，使得空，海面背景。同时细水雾粒子可以吸收、散射红外波，有效衰［４］，吸收与散射示意图如图１．１。飞机红外隐身手段主要包含以尾气温度如利用飞行器高速飞行的冲压作用引射入大量空气来冲特征，如在喷管外涂覆隔热涂层，用金属一石棉一金属夹层来作的衬里。在燃油中加气体或者聚苯邻聚二甲酸二乙酯材料，红外光谱移到大气窗口之外；遮挡技术，如Ｆ－２２采用双垂尾结红外辐射，如图１．２所示。逡逑

第１章绪论雾，几秒钟之内即可形成在舰体周围浓密包裹的细水雾罩，使得空，，海面背景。同时细水雾粒子可以吸收、散射红外波，有效衰［４］，吸收与散射示意图如图１．１。飞机红外隐身手段主要包含以尾气温度如利用飞行器高速飞行的冲压作用引射入大量空气来冲特征，如在喷管外涂覆隔热涂层，用金属一石棉一金属夹层来作的衬里。在燃油中加气体或者聚苯邻聚二甲酸二乙酯材料，红外光谱移到大气窗口之外；遮挡技术，如Ｆ－２２采用双垂尾结红外辐射，如图１．２所示。逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TJ810.31

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本文编号：2635130