发动机进气道直流喷嘴防冰系统换热特性
收稿日期: 2025-10-30
修回日期: 2026-01-23
录用日期: 2026-03-07
网络出版日期: 2026-03-16
基金资助
国家科技重大专项（J2019-Ⅲ-0010-0054）
Heat transfer characteristics of engine inlet swirl nozzle anti-icing system
Received date: 2025-10-30
Revised date: 2026-01-23
Accepted date: 2026-03-07
Online published: 2026-03-16
Supported by
National Science and Technology Major Project of China （J2019-Ⅲ-0010-0054）
为研究航空发动机进气道直流喷嘴防冰系统冲击射流和环形流动换热特性，采用数值仿真方法开展进气道防冰腔内外流耦合换热分析，建立针对直流喷嘴防冰系统性能评估的无量纲特征参数，开展喷嘴射流角度（NJA）、喷嘴位置（NP）、喷口面积比（NAR）对进气道唇口表面温度分布和均匀性的影响分析，得出直流喷嘴防冰流动换热平均雷诺数和努塞尔数的规律关系式。研究结果表明：增加热气射流距离将提升直流喷嘴防冰系统性能；NJA和NP略靠近唇口内流道侧时，唇口温度均匀性越好；增大靠近进气道侧喷口的面积将提升唇口温度均匀性，但同时将增加进气道唇口过热风险。
尹金鸽 , 冯丽娟 , 邓阳 . 发动机进气道直流喷嘴防冰系统换热特性[J]. 航空学报, 2026 , 47(11) : 633004 -633004 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2026.33004
To investigate the heat transfer characteristics of impinging jet and annular flow in the aero-engine inlet swirl nozzle anti-icing system， a numerical simulation method is conducted to analyze the coupled internal-external flow and heat transfer within the inlet anti-icing cavity. Dimensionless characteristic parameters are established for evaluating the swirl nozzle anti-icing system performance. The influence of Nozzle Jet Angle （NJA）， Nozzle Position （NP）， and Nozzle Area Ratio （NAR） on surface temperature distribution and uniformity at the inlet lip are investigated. The regular relationship formula between the average Reynolds number and the Nusselt number was obtained for swirl nozzle anti-icing flow and heat transfer. Results show that： Increasing the hot air jet distance enhances the swirl nozzle anti-icing system performance； changing NJA and NP slightly offset toward the internal flow channel side of the inlet significantly improves temperature uniformity of the lip. Increasing the area of the orifice which is adjacent to the inlet， improves temperature uniformity of the lip but simultaneously raises the risk of overheating of the inlet lip.
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