液体火箭发动机燃烧室液膜冷却数值研究

摘要

对液体火箭发动机燃烧室中的液膜冷却进行了数值模拟.采用有限容积法对燃气和液膜控制方程同时进行求解,对燃气和液膜分别采用标准k-ε模型和修正的Van Driest模型描述其湍流流动.燃气的辐射传热采用热流模型计算,同时对液膜干涸点下游的流动与传热进行了模拟.详细研究了气液界面上质量、动量和热量的传输特性,发现当壁面绝热时,燃气对流传热和液膜蒸发所吸收的汽化潜热在界面热量传递中起主导作用,但燃气的辐射传热和液膜显热不能被忽略.同时,分析了各种因素对液膜长度的影响,计算结果与实验符合良好,对工程实践有指导意义.