[发明专利]一种用喷雾碰壁强化换热的再生冷却双流道方案

摘要

本发明采用喷雾/对流复合式换热方式，提供一种用于超燃燃烧室再生冷却的强化换热结构，采用双流道设计，充分利用喷雾冷却方式热流密度大的特点对燃烧室壁面进行强化换热。该方案由外层壁和内层壁的双层换热方案组成，其相隔而成的流道用于喷雾碰壁强化换热；内层壁上布置喷嘴，喷嘴个数和分布密度根据换热强度和换热面积决定；部分受热后的液态燃料和喷雾吸热形成的气态燃料以不同相态向发动机燃烧系统的喷嘴供应，并以气动辅助雾化方式实现液态燃料的雾化。由于采用气、液换热流道隔离设计，可避免吸热后的两相流燃料向燃烧系统输运过程中的气液分布不均匀导致的流量供应波动问题。

主权项

1.一种用喷雾碰壁强化换热的再生冷却双流道结构，其特征在于：再生冷却双流道结构的燃烧室(20)壁面结构由外层壁(1)和内层壁(2)组成，喷雾碰壁喷嘴(5)通过螺纹连接或一体化焊接方式布置在所述内层壁(2)上，所述喷雾碰壁喷嘴(5)在所述内层壁(2)安装时应将喷嘴头部(11)伸出部分；从储箱挤压式供应而来的冷却燃料流(8)进入液态对流换热流道(4)后，一部分液态燃料通过所述内层壁(2)通过对流换热方式吸收热量，另一部分液态燃料进入所述喷雾碰壁喷嘴(5)，在压力差作用下产生的雾化液滴(6)以一定的动量撞击所述外层壁(1)，并形成贴壁液膜(9)；所述贴壁液膜(9)在壁面高温作用下产生液膜沸腾，并迅速汽化，同时燃料在高温作用下裂解成气态小分子碳氢化合物；此时，喷雾换热流道(3)中靠近所述内层壁(2)的区域内充斥着大量气态的碳氢燃料及其小分子裂解产物(10)，并完成向所述内层壁(2)的传热过程；换热过程完成后，高温气态燃料和液态受热燃料分别经气态燃料供应管路(16)和液态燃料供应管路(17)进入发动机燃烧系统的喷嘴(18)，以气体辅助雾化的作用形式完成燃料向所述燃烧室(20)的喷射过程，与高速来流(19)掺混进行燃烧。