基于导流器喷水的导弹燃气射流降温效果研究

导弹发射产生的高温燃气会对发射装置造成严重的烧蚀作用.为了研究发射装置的热防护问题,提出一种在导流器内布设竖直向上的喷水管道方案,利用液态水的汽化吸热原理和冲击作用实现对发射装置的热防护.基于Mixture多相流模型,耦合液态水的汽化方程与组分运输模型,分析该方案的降温机理及效果;对不同喷水速度工况下的燃气流场进行了数值模拟,得出不同喷水速度与降温效果之间的变化规律.结果表明,经过导流器内布设的管道喷水后,导流器表面和发射车壁面会形成水膜,对高温燃气起到隔离作用,发射装置温度明显下降.随着喷水速度增大,导流器表面和发射车壁面形成的水膜厚度变厚,对燃气的隔离作用更明显;当喷水速度增加到55 m/s时,燃气射流直接冲击区域的液态水汽化速率最大,相同时间内吸热量最多,该区域温度达到最低,故喷水速度55 m/s对流场的降温效果最佳.该结论可为导弹发射装置的热防护设计提供理论参考.