回流燃燒室復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)冷卻特性研究.pdf

1、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)功重比的提高必將使燃燒室的設(shè)計(jì)朝著高溫升高熱容方向發(fā)展，燃燒室火焰筒壁面冷卻問(wèn)題也因此對(duì)先進(jìn)高效冷卻技術(shù)提出了更為迫切的需求：一方面燃燒室溫升的增加，使得參與燃燒的空氣量隨之增加而導(dǎo)致用于火焰筒壁面冷卻的空氣量減少；另一方面，壓氣機(jī)出口空氣溫度的提高又使得用于冷卻火焰筒壁面的空氣溫度上升而導(dǎo)致冷卻潛力下降。因此，傳統(tǒng)的用于渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)回流燃燒室火焰筒的冷卻方法已經(jīng)愈來(lái)愈不能滿足未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的需求，迫切需要采用更為先進(jìn)的冷卻方式來(lái)滿

2、足火焰筒冷卻的需要。為此，一些先進(jìn)火焰筒復(fù)合冷卻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，如沖擊-對(duì)流-氣膜冷卻技術(shù)、沖擊-發(fā)散冷卻技術(shù)等。
　　研究表明，在渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)功重比不斷提高，冷卻空氣量不斷減小的情況下，沖擊-發(fā)散冷卻技術(shù)、沖擊-對(duì)流-氣膜冷卻技術(shù)是有潛力滿足渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)回流燃燒室火焰筒的冷卻需求的。但是針對(duì)回流燃燒室結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有資料研究過(guò)如何將這些先進(jìn)復(fù)合冷卻技術(shù)應(yīng)用到其火焰筒冷卻中去。基于此，本文設(shè)計(jì)了具有相同開(kāi)孔率的六種回流燃燒室復(fù)合冷卻

3、結(jié)構(gòu)，采用數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法分別對(duì)其綜合冷卻效率、流量系數(shù)及壓力損失進(jìn)行了分析，獲得了流動(dòng)參數(shù)對(duì)其冷卻特性的影響規(guī)律，并對(duì)采用典型沖擊-發(fā)散復(fù)合冷卻方案的回流燃燒室進(jìn)行了三維燃燒狀態(tài)下的冷卻效果模擬和分析。在本文研究的參數(shù)范圍內(nèi)，主要結(jié)論如下：
　　(1)在相同的冷卻壁面處，不同復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的綜合冷卻效率都隨吹風(fēng)比的增大而增大；不管是燃燒室的直管段還是彎管段，相同吹風(fēng)比下，采用沖擊-發(fā)散冷卻方式的綜合冷效都要比采用沖擊

4、-對(duì)流-氣膜冷卻方式的綜合冷效低；六種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的火焰筒壁面綜合冷效分布沿流向都是呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)；
　　(2)六種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的流量系數(shù)和壓損系數(shù)都隨吹風(fēng)比增大而增大；
　　(3)綜合來(lái)看，全逆向結(jié)構(gòu)、全同向結(jié)構(gòu)以及直逆彎發(fā)結(jié)構(gòu)的冷卻效果要明顯好于其他三種復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻效果。對(duì)比六種不同的回流燃燒室復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得出直管段沖擊-逆向?qū)α?氣膜&彎曲段沖擊-發(fā)散結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)為最佳設(shè)計(jì)；
　　(4)通過(guò)對(duì)