導(dǎo)向葉片熱氣防冰流動(dòng)傳熱機(jī)理研究.pdf

1、飛機(jī)在含有過(guò)冷水微滴的云層中飛行時(shí)，機(jī)身部件如風(fēng)擋玻璃、機(jī)翼和垂尾等，可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。這對(duì)于飛機(jī)是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)樗鼤?huì)改變其原有的氣動(dòng)外形，使得整機(jī)升力下降，阻力增加，操控性變差。飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)也存在相似的問(wèn)題。對(duì)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其進(jìn)氣道中導(dǎo)向葉片上的積冰會(huì)引起進(jìn)氣狀況惡化，脫落的積冰也可能進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部而使其損壞。為了減小結(jié)冰問(wèn)題帶來(lái)的危害，現(xiàn)代飛機(jī)上通常都裝備有防冰系統(tǒng)。 本文以目前應(yīng)用較廣的熱氣防冰系統(tǒng)為研究對(duì)象，在前人

2、工作的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有飛機(jī)熱氣防冰系統(tǒng)熱平衡分析模型加以改進(jìn)，力求使得模型分析結(jié)果更為準(zhǔn)確，能夠?yàn)轱w機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)的防冰系統(tǒng)性能分析提供更為可靠的計(jì)算方法。本文的工作主要包括熱氣防冰系統(tǒng)引氣管路流動(dòng)仿真，二維水撞擊特性的數(shù)值計(jì)算、熱平衡分析模型的改進(jìn)、防冰部件壁面溫度計(jì)算程序的編寫(xiě)及結(jié)果分析四部分。論文對(duì)現(xiàn)有防冰系統(tǒng)的熱平衡方程進(jìn)行理論分析并加以改進(jìn)，在熱平衡分析模型中引入表面濕潤(rùn)系數(shù)F構(gòu)建新的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上利用某發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)向葉片作為算例

3、，對(duì)其進(jìn)行流場(chǎng)分析。在流場(chǎng)計(jì)算分析基礎(chǔ)上，通過(guò)編寫(xiě)專用程序計(jì)算葉片壁面的溫度場(chǎng)分布。論文最后對(duì)基于新舊兩種數(shù)學(xué)模型下的溫度場(chǎng)分布作比較分析。通過(guò)以上分析建模以及計(jì)算，得出表面濕潤(rùn)系數(shù)F=0.2時(shí)計(jì)算出的溫度場(chǎng)要高于表面濕潤(rùn)系數(shù)F=1.0時(shí)的溫度場(chǎng)，計(jì)算結(jié)果說(shuō)明原有不考慮表面濕潤(rùn)系數(shù)的方法低估了壁面溫度，會(huì)造成防冰系統(tǒng)引入過(guò)量的熱空氣，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。同時(shí)，論文通過(guò)比較防冰系統(tǒng)熱氣防冰過(guò)程中各項(xiàng)熱流所占比例，發(fā)現(xiàn)水微滴動(dòng)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的