【摘要】：航空發(fā)動機的熱效率和經(jīng)濟性是評價其性能的重要指標(biāo),在航空發(fā)動機發(fā)展進程中,熱管理技術(shù)可有效提升發(fā)動機的效率和經(jīng)濟性,因而近年來引起人們的廣泛關(guān)注。在航空發(fā)動機的熱管理技術(shù)中,緊湊高效的換熱器設(shè)計與研制對提升航空發(fā)動機熱管理技術(shù)水平具有重要的意義。當(dāng)前正在快速發(fā)展的3D打印技術(shù)能夠高精度制造出各種復(fù)雜、薄壁、輕質(zhì)的結(jié)構(gòu)件,使得更加復(fù)雜精細(xì)的緊湊換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計成為可能,同時使得新型換熱器的研制周期大大縮短。3D打印技術(shù)的應(yīng)用可以豐富對換熱器的設(shè)計,有助于提高換熱器的換熱性能和緊湊度,從而滿足現(xiàn)代航空應(yīng)用中對換熱器輕質(zhì)高效的要求。本文以航空發(fā)動機空-空換熱器為研究目標(biāo),以3D打印可實現(xiàn)技術(shù)為前提,優(yōu)化設(shè)計一款航空發(fā)動機換熱器,希望能夠在原有的板翅式換熱器基礎(chǔ)上不降低換熱性能的前提下實現(xiàn)體積及重量降低20%。本文首先根據(jù)換熱器的設(shè)計要求,創(chuàng)新地設(shè)計了熱側(cè)翼型通道和通道內(nèi)翅片布置的緊湊換熱器,所設(shè)計的緊湊空-空換熱器同時滿足工況要求和3D打印要求。開發(fā)完善了基于效能-傳熱單元數(shù)法(η-NTU法)的適合于空-空換熱器的熱力設(shè)計程序。在完成新型緊湊換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,本文利用商業(yè)流體計算軟件ANSYS-FLUENT,對所設(shè)計的新型換熱器在真實工況點下的性能進行了數(shù)值模擬研究。數(shù)值模擬的結(jié)果顯示,熱氣出口溫度和熱力計算結(jié)果對照良好,能夠滿足換熱能力要求;但熱氣壓降和冷氣壓降與熱力計算結(jié)果差距較大,前者可以很好地滿足壓降要求,后者則與壓降要求有一定的差距。此外,通過換熱器內(nèi)部的一些溫度、壓力云圖以及流線圖,分析了新型換熱器內(nèi)部的流動換熱特點以及翅片對新型換熱器內(nèi)部流場的影響。
【圖文】：

印刷板式換熱器（ＰＣＨＥ）在上世紀(jì)８０年代由Ｒｅａｙ等人［１５］提出，其得名是逡逑由于組成芯體的板與印刷電路板的制造工藝類似，流體的流動通道經(jīng)化學(xué)蝕刻而逡逑成，如圖１－３所示＾邋ＰＣＨＥ的設(shè)計優(yōu)勢在于其流動通道輪廓的靈活性，且緊湊度逡逑非常高，通常ＰＣＨＥ的換熱面積與體積之比可超過２５００ｍ２／ｍ３，在相＿換熱效率逡逑下，ＰＣＨＥ的重f埻ǔ１裙蕓鞘交蝗繞饜。矗侗叮郟保叮保垮澹校茫齲磐ǔ２捎貌ㄎ仆ǖ潰義掀浜么υ謨謔沽魈逶諏鞫討脅歡細(xì)謀淞饗潁憂苛魈逶諏鞫討械娜哦藻義霞岸員囈綺愕鈉蘋擔(dān)傭憂炕蝗�。Ｎｉｋｉｔｉｎ谍x保保罰筆匝檠芯苛隋澹謐中屯ǖ潰校茫齲佩義系牧鞫蝗忍匭裕芙岢雋斯賾誒著凳模植炕蝗認(rèn)凳胙沽λ鶚凳�。辶x希危椋螅瑁椋恚酰潁岬齲郟保福荻攢葡也ㄎ仆ǖ潰校茫齲旁誆懔骱屯牧髯刺碌牧鞫蝗冉惺匝殄義涎芯浚雋瞬懔骱屯牧韉睦著凳獨�，并提畴h司植磕Σ烈蜃觩豪著凳淶膩義瞎叵怠＃停錚瑁幔睿恚澹淶齲保保梗蓖ü的Ｄ猓常畔也ㄎ仆ǖ潰校茫齲旁誆懔髯刺碌娜肟誶義嫌蛄鞫純觶治銎綻侍厥屠著凳曰蝗刃Ч撓跋歟峁礱魎孀爬著凳鰣義洗，

本文編號：2673379