火焰筒壁面復合冷卻結構的流動與換熱特性研究.pdf

1、航空發動機燃燒室壁面冷卻結構的設計是燃燒室設計技術的重要組成部分,其設計的合理與否將直接影響燃燒室的性能與可靠性。燃燒室壁面復合冷卻技術是一種新型的冷卻技術,它主要包括沖擊+發散冷卻技術、沖擊對流+氣膜冷卻技術等。與傳統的氣膜冷卻相比,該技術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,因此在航空發動機燃燒室壁面冷卻結構的設計中具有廣泛的應用前景。
　　 論文首先采用數值模擬和實驗研究相結合的方法對沖擊

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

3、所研究的范圍內,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+發散冷卻結構為對象,在對其溫度場進行分析的基礎上使用有限元軟件對其應力特性進行了研究,獲得應力和變形隨吹風比的變化規律。
　　 最后,論文針對沖擊+逆向對流(有擾流柱)+氣膜冷卻結構的流場及溫度場進行了分析研究,在此基礎上分別得到了吹風比、擾流柱排數、擾流柱排列形式以及沖擊間距等參數對冷卻效率的影響規律。研究發現,擾流柱排數對綜合冷效的影響不