火焰筒壁面復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的流動與換熱特性研究.pdf

1、航空發(fā)動機燃燒室壁面冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計是燃燒室設(shè)計技術(shù)的重要組成部分,其設(shè)計的合理與否將直接影響燃燒室的性能與可靠性。燃燒室壁面復(fù)合冷卻技術(shù)是一種新型的冷卻技術(shù),它主要包括沖擊+發(fā)散冷卻技術(shù)、沖擊對流+氣膜冷卻技術(shù)等。與傳統(tǒng)的氣膜冷卻相比,該技術(shù)具有燃燒室壁面溫度場均勻,能在較小的冷卻氣流流量下獲得較低的燃燒室壁溫,因此在航空發(fā)動機燃燒室壁面冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計中具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 論文首先采用數(shù)值模擬和實驗研究相結(jié)合的方法對沖擊

2、+發(fā)散冷卻結(jié)構(gòu)的流場、溫度場進行了分析研究,在此基礎(chǔ)上得到了氣動參數(shù)和幾何參數(shù)對沖擊+發(fā)散冷卻結(jié)構(gòu)綜合冷卻效率的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),隨著吹風(fēng)比的增大,由發(fā)散孔流出的冷卻氣流會深入主流中,此外在發(fā)散孔出口處存在一對旋轉(zhuǎn)方向相反的渦;發(fā)散孔的傾斜角對冷卻效率有很大的影響,一般而言,發(fā)散孔的傾角越小,則冷卻效率越高；發(fā)散孔叉排時的冷卻效率要優(yōu)于順排的冷卻效率:在相同的流向間距比下,展向間距比越小,則冷卻效率越高；而對于沖擊發(fā)散冷卻結(jié)構(gòu),在本文

3、所研究的范圍內(nèi),沖擊間距對冷卻效率的影響不大。
　　 然后,論文以浮動瓦塊沖擊+發(fā)散冷卻結(jié)構(gòu)為對象,在對其溫度場進行分析的基礎(chǔ)上使用有限元軟件對其應(yīng)力特性進行了研究,獲得應(yīng)力和變形隨吹風(fēng)比的變化規(guī)律。
　　 最后,論文針對沖擊+逆向?qū)α?有擾流柱)+氣膜冷卻結(jié)構(gòu)的流場及溫度場進行了分析研究,在此基礎(chǔ)上分別得到了吹風(fēng)比、擾流柱排數(shù)、擾流柱排列形式以及沖擊間距等參數(shù)對冷卻效率的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),擾流柱排數(shù)對綜合冷效的影響不