超临界状态下RP-3航空燃料射流的数值模拟研究

为了研究高超声速飞行器主动冷却系统中的航空燃料喷射及其影响，对超临界状态下RP-3航空燃料的平孔喷嘴射流进行数值模拟，首先利用Fluent软件进行计算流体动力学(CFD)分析，然后使用多相混合物模型模拟空化两相流，最后采用全空化模型来预测高温条件下燃料的饱和蒸气压对空化产生的机理和影响——当入口压力(P_in)高达4 MPa时，分析在不同环境压力(P_∞)下，温度为333～543 K的航空燃料射流。结果发现：随着燃料温度的升高，饱和蒸气压升高，喷嘴喉部空化和出口闪蒸逐渐发生；随着环境压力的降低，压降增大导致喷嘴内的质量流量增大，喷嘴内的流动逐渐从单相流过渡到空化两相流。