发动机喷管隔热涂层的设计和模拟计算

摘要

喷管是各种喷气或反作用发动机的重要部件,发动机通过高温和高压燃气由喷管向后喷出而获得向前的推力,燃气以对流和辐射的方式向喷管壁面放热,导致喷管温度急剧上升,为此采取等离子喷涂陶瓷涂层隔热防护, 实际连续测量喷管壁温几乎是不可能的,因此通过模拟计算预示喷管工作过程中的壁温分布是非常重要的.本文根据高温发动机喷管的受热特点,对喷管内壁设计了6种热喷涂涂层,利用Marc软件及Mentat 前后处理程序,建立了轴对称喷管的物理模型,仿真计算了在不同涂层下喷管受固定温度热载时的温度场,分析了受热最严重的喉截面瞬态受热温度分布,为合理选择喷管基材及涂层材料、优化涂层提供科学的依据.