基于热-流-固耦合的航空发动机尾气采样装置设计

摘要：

为满足当前国际社会对于航空发动机排气污染物的严格要求,需要在航空发动机高温、高速尾流场中采集排气污染物并进行组分浓度测量.在使用地面试车台开展某新型低冰点燃料尾气排放特性测量试验时,针对所用发动机排气温度较高的问题,设计了三种带水冷的尾气采样装置方案,并通过热-流-固耦合方法对三种方案的冷却效果和结构强度进行分析.计算结果表明,冷却水进口压力为0.3 MPa时,方案1采样装置表面最高温度超过1 600 K,冷却效果无法满足设计要求;方案2采样装置最高温度约840 K,方案3最高温度约1 240 K,冷却效果均能满足要求.对方案3进行静强度分析,其静强度安全系数为3.34,具有足够的安全裕度.使用所设计的采样装置成功完成该型燃料尾气成分测量试验,验证了所采用的设计方法的可靠性,可以为提高现有尾气采样装置设计能力提供参考.

关键词：尾气采样装置、航空发动机、低冰点燃油、热-流-固耦合

所属期刊栏目：23

分类号：V217(基础理论及试验)

在线出版日期：2023-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：8443-8448