火焰筒多斜孔壁气膜冷却的数值模拟

发布时间：2017-11-05 13:13

  本文关键词：火焰筒多斜孔壁气膜冷却的数值模拟

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【摘要】：航空发动机高温升、低污染的发展趋势导致了冷却用气量的减少,因此迫切需要高效的冷却方式来降低热端部件的工作温度。多斜孔壁冷却作为一种实用的准发散冷却方式,引起了国内外广泛关注。本文采用数值模拟的方法对多斜孔壁冷却方式的流动和传热特性进行了研究。主要内容包括三个方面。首先,对单孔内的对流换热特性进行了模拟研究,计算结果表明,孔倾角对孔内局部对流换热强度分布有较大影响,本文依据经典强化传热理论和场协同理论解释了对流换热系数的分布情况。其次,利用简化的多斜孔壁平板模型研究了孔倾角、吹风比等因素对壁面冷却效果和流量系数的影响,并对计算结果进行了多场协同验证;设计了五种多斜孔壁优化结构并对其流动和换热特性进行了数值模拟,比较了不同结构与传统多斜孔壁的优劣性。研究发现:气孔不同角度组合排布、非均匀排布、设置倾斜挡板等结构均能有效弥补多斜孔壁冷却方式前端冷却不足的问题;椭圆形孔有助于增强射流的贴壁性;开横槽的多斜孔壁结构能一定程度增强射流的横向扩散性。总之,相比于传统结构,各优化结构均取得了不错的冷却效果。最后,构建了单管燃烧室模型,着重考察了主流采用旋流进气,燃烧工况下不同结构参数,如气孔倾角、偏转角、主流旋流角、气孔形状、气孔非均匀排布方式等对燃烧室内的流场、温度场以及壁面冷却效果的影响。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V231

【参考文献】

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本文编号：1144327