● 摘要
随着航空发动机性能日益提升，传统冷却方式已经不足以满足发动机涡轮前温度不断增加的冷却需求。利用碳氢燃料作为冷源对冷却涡轮空气进行预先冷却（CCA技术）是一种新型且有效的冷却方式。但是，碳氢燃料在超临界压力下的升温过程中将产生结焦沉积，结焦会带来换热效果降低、流动阻力上升直至堵塞等问题，制约着CCA技术投入工程使用。本文初步模拟航空发动机振动环境，针对振动条件下碳氢燃料结焦问题开展实验研究，分析了振动对超临界压力下碳氢燃料结焦的影响规律，并根据实验数据给出了不受结焦影响的换热器安全工况，为空油换热器的工程应用打下了基础。研究结果表明：1.振动对于超临界压力下碳氢燃料RP-3壁面结焦有抑制作用，其抑制作用与振动能量大小成正相关；2.振动有利于延缓结焦造成的管内流动阻力上升的过程，这是由于振动对结焦沉积抑制作用和振动对结焦形态改变双重因素共同作用导致的；3.短时间看，振动有利于管内的换热。但长时间来看，振动对于管内换热情况改变并不明显；4.提出了空-油换热器的安全工况，满足该条件的空-油换热器可以视为不受结焦影响长期稳定工作。