直筒壁燃燒室混和氣膜冷卻結(jié)構(gòu)優(yōu)化及壁溫計(jì)算.pdf

1、現(xiàn)在的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度己達(dá)到2500K左右，現(xiàn)有的材料還不能承受如此高的溫度，必須采取有效的冷卻系統(tǒng)。本文旨在通過(guò)建立一套能考慮影響冷卻系統(tǒng)各因素的計(jì)算程序來(lái)計(jì)算隔熱板溫度、外壁溫度、各處氣體壓力等各種需要的參數(shù)，通過(guò)改變影響冷卻的各因素優(yōu)化冷卻系統(tǒng)冷卻效果，來(lái)輔助燃燒室冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 針對(duì)三氣(燃?xì)狻⒗錃?、大?、兩壁(隔熱屏、燃燒室外壁)、一膜(隔熱屏冷氣膜)的燃燒室物理模型，建立了它們之間氣動(dòng)與傳熱互相耦合的隔熱屏二維

2、壁溫計(jì)算模型。模型中考慮了燃?xì)?、空氣的?dòng)力粘性系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的變化，燃?xì)鉁囟容S向的非線形變化。對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不足的某些參數(shù)如縫隙流量系數(shù)和氣膜孔出流角，采用數(shù)值模擬的方法進(jìn)行了研究，并總結(jié)了適于程序使用的近似公式。由于本系統(tǒng)中氣體與固體的對(duì)流、輻射換熱以及固體與固體之間的輻射換熱的計(jì)算是互為條件、相互耦合的，于是本文采用了氣體與固體相互交替計(jì)算，循環(huán)迭代直至收斂的算法。 應(yīng)用編制的程序計(jì)算了多種因素對(duì)冷卻系統(tǒng)冷卻效果的影響，

3、得出如下結(jié)論：通過(guò)增加分段、增加縫隙高度、增大氣膜孔來(lái)增加冷氣量對(duì)平均冷卻效果的影響差不多；合理分段、合理設(shè)計(jì)縫隙高度以及合理布置氣膜孔大小可以使溫度分布更加均勻，減小最高溫度；同比例縮小孔徑和孔間距可以不增加冷氣量的同時(shí)增強(qiáng)冷卻效果；隔熱板冷氣側(cè)加粗糙肋增大了阻力，減小了冷氣流量，并不能明顯增強(qiáng)冷卻效果；隔熱板錐度的變化可以調(diào)整入口冷氣流量的大小。 根據(jù)常用的衡量冷卻效果的指標(biāo)和本系統(tǒng)的具體要求提出了冷卻系統(tǒng)優(yōu)化度的概念，并以