航空发动机性能的不断发展使得作为常用冷却剂的燃油在热稳定性上受到了更大考验,因此了解航空煤油在高温条件下的结焦规律,同时提升燃油喷嘴的热防护性能具有重要意义。本文针对国产RP-3航空煤油及双油路离心喷嘴,通过试验和数值模拟开展了燃油结焦特性、油管结构对结焦特性的影响和喷嘴杆部结构和帽罩结构对热防护性能的影响研究,主要研究内容及结论如下:试验研究了RP-3航空煤油在静止和流动状态下的结焦特性以及燃油管路结构对结焦性能的影响规律,试验结果表明,燃油静止时其结焦的边界温度介于437～450K之间,且结焦速率受到温度和溶解氧的共同影响,随着加热时间的增加,结焦速率呈下降的趋势;增加流速、降低进口油温和壁面温度均可有效降低结焦的生成,且降低进口油温的影响最大;从时间尺度上来看,结焦在前期的累积较慢,但在形成一定量的结焦后结焦速率会明显提升,在400K进口油温、800K壁温、0.5m/s燃油流速工况下,8h和12h试验件的结焦量分别达到4h试验件的约1.5倍和7倍;燃油管道拐角使燃油流动时受到向心力的作用,且弯管的拐角角度减小可以降低结焦附着;管道突扩则会使得燃油的流速降低,同时形成涡流,导致燃油驻留时间增加,突扩尺寸越大结焦越易生成;在加热的最初时间段,管壁结焦伴随着沉积和脱落两个动态过程,结焦量随时间波动上升。对于不同杆部结构的喷嘴热防护性能研究结果表明,空气层具有良好的隔热效果,但其厚度在超过1mm后对热防护性能的影响不再明显;主、副油路同心布置可大幅降低副油路的燃油出口温度,同时对降低最高湿壁温度也有利;喷嘴杆部尺寸的增大会导致换热面积的增加,不利于喷嘴的热防护,减小喷嘴的头部尺寸对整体热防护性能的影响不大,而将喷嘴杆部金属材料替换为陶瓷材料则可明显增强热防护,因此在无隔热措施时,喷嘴应考虑采用较小的尺寸;将大流量的主油路置于迎风面而将小流量的副油路置于背风面可有效降低最高湿壁温度。选取带空气隔热层的模型、主副油路同心结构模型和主副油路顺序对调模型共6个喷嘴计算模型进行试验研究,试验结果与数值模拟结论一致。从降低喷嘴最高湿壁温度的角度来看,主副油路同心布置的结构效果最佳,但在控制燃油出口温度方面带空气层的模型相比其余模型而言则更具优势。针对不同喷嘴帽罩结构热防护性能研究结果表明,喷嘴帽罩对喷嘴出口油温的防护性能有限,但减小帽罩与喷嘴体的接触或在接触面处填充低热导率的材料仍是有效的改进措施,可降低出口油温约5K。