超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)U型冷卻通道的傳熱過(guò)程研究.pdf

1、本文以超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī) U型冷卻通道為研究對(duì)象。采用數(shù)值仿真為主，理論分析為輔的研究方法。對(duì)U型通道構(gòu)型的傳熱過(guò)程進(jìn)行了理論分析，對(duì)U型雙通道構(gòu)型與傳統(tǒng)直流型通道構(gòu)型進(jìn)行了對(duì)比，研究分析了冷卻通道幾何參數(shù)對(duì)主動(dòng)冷卻效果的影響，研究分析了冷卻通道系統(tǒng)參數(shù)對(duì)冷卻效果的影響，最后設(shè)計(jì)了新的流動(dòng)方案，并對(duì)不同方案所得到的冷卻效果進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　首先，通過(guò)數(shù)值仿真對(duì) U型雙通道構(gòu)型與傳統(tǒng)的直流通道構(gòu)型進(jìn)行了對(duì)比。研究結(jié)果表明：冷卻劑流量

2、相同的情況下，U型通道的冷卻效果要優(yōu)于直流通道，并且冷卻劑流速較低時(shí)，U型通道表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)更大。同樣使得壁面的最高溫度低于材料的許用溫度，相比于直流通道，U型通道會(huì)使整個(gè)壁面的溫度分布更加平緩，從而使得整體冷卻性能更加高效，能夠減少冷卻劑的流量浪費(fèi)。
　　其次，研究分析了冷卻通道幾何參數(shù)對(duì)主動(dòng)冷卻效果的影響。研究結(jié)果表明：整體趨勢(shì)上內(nèi)壁厚度越小，越有利于換熱。高寬比越小，通道的底面積越大，得到的冷卻效果越好。適當(dāng)?shù)脑龃罄邔?，不但?/p>

3、以減小燃?xì)獗诿婧屠鋮s劑壁面的溫度，提高冷卻效果，還可以增強(qiáng)壁面溫度分布的均勻性。隨著通道截面積的增加，燃?xì)獗?，冷卻劑壁的最高溫度和平均溫度都隨之增加，冷卻劑的最高油溫也呈現(xiàn)相同的規(guī)律。說(shuō)明適當(dāng)減小通道的截面積，可以一定程度上提高冷卻效率。
　　再次，研究分析了冷卻通道系統(tǒng)參數(shù)對(duì)冷卻效果的影響。研究結(jié)果表明：適當(dāng)?shù)脑龃笕肟诹魉?，可以降低燃?xì)獗跍囟?、冷卻壁溫度和煤油最高溫，但隨著流速的增大，對(duì)冷卻效果的提升在減弱。適當(dāng)降低冷卻劑的入口

4、溫度，可以一定程度上提高整體的冷卻效果。在入口流速、入口溫度、底面熱流相同的條件下，入口壓力的變化對(duì)煤油本身的物性參數(shù)會(huì)有一定的影響，但對(duì)于整體的冷卻效果影響很小。增大底面熱流，會(huì)增大燃?xì)獗跍囟?、冷卻壁溫度和煤油最高溫。
　　最后，設(shè)計(jì)了變截面通道的流動(dòng)方案和變出入口位置的流動(dòng)方案，并對(duì)不同方案所得到的冷卻效果進(jìn)行了對(duì)比分析。研究結(jié)果表明：隨著入出口截面尺寸比的增大，燃?xì)獗冢鋮s劑壁和煤油最高溫度都隨之增大。主要因?yàn)槟┪蔡幍睦鋮s劑