随着航空发动机技术的发展,燃烧室进口温度、温升等性能要求不断提高,燃油喷嘴的喷油杆、喷嘴体长期暴露于高温气流中,使得燃油喷嘴喷油杆油道内的油温和喷嘴体端面温度不断增加,这些可能会导致燃油在喷嘴内沉积、结焦,附在内壁上堵塞流道,严重时会局部堵塞喷口,阻挡喷雾锥形成,导致喷油雾化质量急剧恶化。本文针对高温升燃烧室供油技术需求,采用数值模拟和试验的方法,开展耐高温燃油雾化喷嘴工作特性研究,设计、加工了耐高温燃油雾化喷嘴,探讨进气温度、进气速度、供油压力和油道尺寸等参数影响燃油管路及喷嘴流动和换热特性变化规律,探索耐高温燃油雾化喷嘴热防护技术,采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)和马尔文粒度分析仪试验研究了耐高温燃油雾化喷嘴的雾化特性,并将耐高温燃油雾化喷嘴安装在直流燃烧室上进行点火试验,研究不同进气速度、当量油气比及隔热屏尺寸等参数影响燃烧室出口温度分布和喷油杆内燃油温度等特性。获得大量结果,具体如下:(1)针对高温升燃烧室结构特点和技术要求,设计和加工了耐高温燃油雾化喷嘴,主要包括隔热屏、喷油杆、离心喷嘴本体、吹除积碳缝槽等。(2)建立耐高温燃油喷嘴喷油杆换热特性计算模型,探讨了进气温度、进气速度、油道尺寸、隔热屏方案、布置方式等影响喷油杆和油道内燃油温度特性,获得了燃油管路及喷嘴流动和换热特性变化规律,增大油道尺寸有利于降低喷油杆湿壁温度和出口燃油温度。(3)建立喷油杆热防护试验系统,包括燃气加温器、直流燃烧室机匣、喷油杆热防护试验件、测温系统等,探讨进气温度、进气速度、油道尺寸、隔热屏方案、布置方式等影响喷油杆和油道内燃油温度特性,并对比分析数值计算结果,验证计算方法和结果可靠。(4)建立了喷嘴简化计算模型,探讨不同供油压力下喷嘴内的流动规律、出口油膜形状和破碎规律以及出口燃油流动速度特性。建立了喷嘴雾化特性试验系统,进行了喷嘴流量测量,采用PDPA和马尔文粒度分析仪研究了离心喷嘴雾化粒径、N值(粒径分布指数)、体积分数等雾化特性,随着供油压力增加,雾化质量明显提高。(5)建立了直流燃烧室试验平台,进行耐高温燃油喷嘴点火试验,改变燃烧室进口进气速度、当量油气比及喷油杆隔热屏尺寸,研究燃烧室温升、出口温度分布、喷油杆内燃油温度等变化规律。