航空發(fā)動機熱區(qū)軸承腔熱分析研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空發(fā)動機整體性能的不斷提高，熱區(qū)軸承腔的工作環(huán)境越來越惡劣，主軸軸承和密封裝置的摩擦發(fā)熱，以及軸承腔所處的高溫環(huán)境均會對發(fā)動機的工作可靠性帶來重大威脅。本文在總結(jié)歸納國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，為完善軸承腔熱分析研究方法，提高其計算精度，開展了以下研究工作。
　　首先，對軸承腔主要熱源開展了理論分析。通過對高溫環(huán)境傳入軸承腔的熱量、密封裝置的摩擦發(fā)熱量及軸承的摩擦發(fā)熱量建立計算模型，并進行求解，從而為軸承腔流固耦合傳熱特性的

2、數(shù)值模擬提供了熱邊界條件。并分析了主軸轉(zhuǎn)速對摩擦發(fā)熱率的影響規(guī)律，計算結(jié)果表明：轉(zhuǎn)速越大，摩擦發(fā)熱率越大。
　　其次，開展了軸承腔流固耦合傳熱特性的數(shù)值模擬。采用UG建立渦輪后支點軸承腔結(jié)構(gòu)的簡化模型，通過合理的網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)定，并結(jié)合多相流模型和湍流模型的試驗驗證，對軸承腔流固耦合傳熱特性進行了數(shù)值模擬。獲得了軸承腔的速度云圖、壓力云圖、溫度云圖及滑油體積分數(shù)云圖，總結(jié)了不同工況下軸承腔內(nèi)油氣兩相流的相關(guān)流動換熱規(guī)律，并分

3、析了軸承腔的最佳滑油循環(huán)量。
　　最后，對軸承腔壁面油膜的流動換熱特性進行了相關(guān)研究?；谳S承腔壁面油膜只受重力、壁面剪切力及旋轉(zhuǎn)流體剪切力作用的假設(shè)，通過對不同圓周位置的油膜微元段進行受力分析，建立了油膜流動換熱的基本理論模型。闡述了高轉(zhuǎn)速工況與低轉(zhuǎn)速工況油膜流動換熱計算模型的區(qū)別，獲得了各自的油膜厚度、平均流動速度及其與壁面換熱系數(shù)的圓周分布狀態(tài)，并討論了轉(zhuǎn)速和供油量對油膜流動換熱的影響規(guī)律。
　　本文的研究成果對擴充航