航空发动机主轴承-集油结构传热分析

发布时间：2022-01-06 16:39

　　航空发动机的主轴支承轴承持续在高温环境、高速条件下工作,采用环下供油的润滑方式可以有效地降低轴承内圈的工作温度,而环下润滑中的集油结构位于高速对转的高、低压轴间。因此,对转轴间流动和换热的研究对于轴承的热分析、集油结构中的滑油运动、冷气流路设计是具有重要价值的。本文研究从简化的对转轴间计算模型出发,结合数值模拟建立了无轴向通流的对转环腔湍流边界层的修正的卡门三层结构速度分布模型。基于该速度分布模型依据动量传递与热量传递的比拟理论,推导了外轴内壁面换热努塞尔数的表达式及准则关系式;然后,采用两相流模型分析了对转环腔集油结构中滑油-空气的流态,基于两相流数值模拟结果,给出了对转环腔内滑油-空气流动与传热的假设,建立了有滑油油膜存在的对转环腔滑油与空气流动、传热的理论模型;最后,建立了轴承内圈-轴端-集油结构流动与传热数值计算模型,分析了固体区域的温度场和轴承内圈、高压轴的径向热变形。研究结论如下,采用对转环腔湍流边界层的修正的卡门三层结构模型与数值模拟计算的对转轴间流动与换热,呈现一致的速度分布和换热规律。综合壁面油膜速度分布与对转环腔内的空气流动,给出了有油膜的对转环腔内滑油、空气的速度... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

对转轴间集油结构

图 1.2 轴承-轴端-集油结构构的传热分析中的难点与重点在于高 低压转子轴生热量的计算已经有成熟的计算方法，而对转环腔面处的传热分析仍处于空白由易及难 由局部到完整的分析思路，从最简单的现象出发，建立简化的对转环腔计算模型，结合 基础分析环腔内的空气流动与传热规律 再结合对结果，判断集油结构内的滑油-空气两相流流态，的理论模型，分析滑油层温度分布和壁面传热系数轴内壁面换热量等加载到轴承-轴端-集油结构的导及热变形的分析如下：流体区域进行简化 忽略高压轴前端的封严篦齿 油孔等，仅保留近似圆筒的内 外轴轴间流体区域流与滑油的对转轴间的流动与换热 建立简化的对

高 低压转子轴间的流动和换热对于轴承的热流路设计具有重要价值 高 低压轴间间距小，内边界层及其相互作用，流场与传热复杂 在不考虑无轴向通流的对转环腔内的空气流动与换热，以得外轴内壁面换热系数公式是有重要意义的转轴间简化计算模型的 CFD 数值计算结果 卡门验关联式，建立针对对转轴间流动的修正的卡门三度分布模型采用比拟理论推导壁面对流换热努塞尔与传热的数值模拟转轴间集油结构中高压轴后端的油坝 前端的封严篦流体区域 采用 UG10.0 建立简化的对转环腔流体2.1 内 外轴反向旋转，下标 1 表示内轴，下标 2和 R2，轴间间距 d= R2-R1；内 外轴角速度为 ω1

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3572806