回流燃燒室復合冷卻結構冷卻特性研究.pdf

1、渦軸發(fā)動機功重比的提高必將使燃燒室的設計朝著高溫升高熱容方向發(fā)展，燃燒室火焰筒壁面冷卻問題也因此對先進高效冷卻技術提出了更為迫切的需求：一方面燃燒室溫升的增加，使得參與燃燒的空氣量隨之增加而導致用于火焰筒壁面冷卻的空氣量減少；另一方面，壓氣機出口空氣溫度的提高又使得用于冷卻火焰筒壁面的空氣溫度上升而導致冷卻潛力下降。因此，傳統(tǒng)的用于渦軸發(fā)動機回流燃燒室火焰筒的冷卻方法已經(jīng)愈來愈不能滿足未來發(fā)動機的需求，迫切需要采用更為先進的冷卻方式來滿

2、足火焰筒冷卻的需要。為此，一些先進火焰筒復合冷卻技術應運而生，如沖擊-對流-氣膜冷卻技術、沖擊-發(fā)散冷卻技術等。
　　研究表明，在渦軸發(fā)動機功重比不斷提高，冷卻空氣量不斷減小的情況下，沖擊-發(fā)散冷卻技術、沖擊-對流-氣膜冷卻技術是有潛力滿足渦軸發(fā)動機回流燃燒室火焰筒的冷卻需求的。但是針對回流燃燒室結構特點，國內還沒有資料研究過如何將這些先進復合冷卻技術應用到其火焰筒冷卻中去?；诖?，本文設計了具有相同開孔率的六種回流燃燒室復合冷卻

3、結構，采用數(shù)值模擬與實驗研究相結合的方法分別對其綜合冷卻效率、流量系數(shù)及壓力損失進行了分析，獲得了流動參數(shù)對其冷卻特性的影響規(guī)律，并對采用典型沖擊-發(fā)散復合冷卻方案的回流燃燒室進行了三維燃燒狀態(tài)下的冷卻效果模擬和分析。在本文研究的參數(shù)范圍內，主要結論如下：
　　(1)在相同的冷卻壁面處，不同復合冷卻結構的綜合冷卻效率都隨吹風比的增大而增大；不管是燃燒室的直管段還是彎管段，相同吹風比下，采用沖擊-發(fā)散冷卻方式的綜合冷效都要比采用沖擊

4、-對流-氣膜冷卻方式的綜合冷效低；六種復合冷卻結構的火焰筒壁面綜合冷效分布沿流向都是呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢；
　　(2)六種復合冷卻結構的流量系數(shù)和壓損系數(shù)都隨吹風比增大而增大；
　　(3)綜合來看，全逆向結構、全同向結構以及直逆彎發(fā)結構的冷卻效果要明顯好于其他三種復合冷卻結構的冷卻效果。對比六種不同的回流燃燒室復合冷卻結構設計，得出直管段沖擊-逆向對流-氣膜&彎曲段沖擊-發(fā)散結構的設計為最佳設計；
　　(4)通過對