飛機(jī)在含有過冷水滴的低溫云層中飛行時,可能會發(fā)生結(jié)冰。結(jié)冰不僅會使飛機(jī)重量增加,氣動外形被破壞,還會影響其空氣動力特征,對飛行安全構(gòu)成極大威脅。目前,常用的除冰方法中應(yīng)用最廣的是熱氣除冰系統(tǒng),其除冰效果與熱氣的對流傳熱能力密切相關(guān),所以引用較少的熱空氣實現(xiàn)高效的熱氣防冰效果,是該系統(tǒng)發(fā)展的主要方向。本文以飛機(jī)熱氣防冰系統(tǒng)中的噴嘴為研究對象,采用數(shù)值方法揭示了不同沖擊間距下瓣型射流和圓形射流的流動和換熱特征差異并對波瓣噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)對射流沖擊換熱特性的影響展開分析。結(jié)果表明:噴嘴形狀和波瓣噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響與射流沖擊間距密切相關(guān),瓣型噴嘴在射流出口下游誘導(dǎo)出陣列的流向渦,強(qiáng)化了射流對周圍流體的卷吸,導(dǎo)致瓣型射流的發(fā)展和沖擊對流換熱與常規(guī)圓形射流差異明顯。在小沖擊間距比下（H/d=2和4）,內(nèi)置瓣型射流的駐點換熱能力最高,圓形射流最低,波瓣射流的駐點換熱介于兩種射流之間。當(dāng)沖擊間距比為6時,圓形射流具有最高的駐點換熱系數(shù),內(nèi)置瓣型射流的換熱最低,波瓣射流的駐點對流換熱相比于圓形射流有一定削弱;當(dāng)沖擊間距比達(dá)到8時,內(nèi)置瓣型射流的駐點換熱明顯弱于波瓣射流,而波瓣射流和圓形射流的駐點對流換熱則幾... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動機(jī)進(jìn)口部件結(jié)冰示意圖

瓣型噴嘴射流沖擊換熱特性研究唇口防冰結(jié)構(gòu)示意圖，它采用熱氣射流沖擊的的熱氣加熱效果與其對流傳熱能力密切相關(guān)，防冰系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的一個核心問題。射流沖擊靶板上的流動邊界層薄且射流流程短，直接受此射流沖擊在許多工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)紡織品、紙張、木材等的干燥、內(nèi)燃機(jī)活塞的火焰筒等熱端部件的冷卻；而對于航空發(fā)動機(jī)構(gòu)設(shè)計，射流沖擊已成為主要的技術(shù)途徑之一關(guān)注的熱點問題，為改善射流沖擊的傳熱強(qiáng)化、渦旋激勵、脈沖間斷等多種被動或主動的技改變了射流剪切層結(jié)構(gòu)和卷吸摻混過程而對射嘴出口渦激勵結(jié)構(gòu)增強(qiáng)射流沖擊對流換熱更為

圖 1.3 波瓣噴管結(jié)構(gòu)示意圖 圖 1.4 波瓣出口流向渦示意圖防冰需要從發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)提取壓縮后的熱空氣，而過度的引氣會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)因此發(fā)展高效的熱氣防冰技術(shù)、改善其加熱效果，從而可以盡可能地減小熱動機(jī)進(jìn)口部件熱氣防冰技術(shù)發(fā)展的一個主要內(nèi)容。近壁區(qū)的射流沖擊換熱強(qiáng)及壁面射流區(qū)，由單個圓孔射流沖擊換熱的對流換熱系數(shù)分布規(guī)律可知：駐熱系數(shù)而在壁面射流區(qū)換熱系數(shù)則迅速下降，從而減弱了整個靶面的換熱效氣部件的防冰需求，本文提出將瓣型噴嘴引入到射流沖擊強(qiáng)化換熱技術(shù)中，渦系改變射流的流動結(jié)構(gòu)，從而對射流沖擊靶板的換熱特性產(chǎn)生影響。內(nèi)外研究現(xiàn)狀流沖擊的復(fù)雜性.5 為單個圓形噴嘴射流沖擊靶板的流動結(jié)構(gòu)圖，由圖可以看出，射流的流場點區(qū)和壁面射流區(qū)三個部分構(gòu)成。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]波瓣高寬比對波瓣強(qiáng)迫混合排氣系統(tǒng)性能影響[J]. 李騰,劉友宏,謝翌,邵萬仁,吳飛.  航空動力學(xué)報. 2013(08)
[2]波瓣混合器渦系結(jié)構(gòu)及射流摻混機(jī)理的數(shù)值研究[J]. 岳巍,雷志軍,蘇尚美,朱俊強(qiáng).  航空動力學(xué)報. 2013(02)
[3]波瓣混合器混合流場中渦結(jié)構(gòu)的數(shù)值研究[J]. 謝翌,李騰,劉友宏.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(32)
[4]圓形噴嘴射流對鋼板冷卻的數(shù)值模擬[J]. 周娜,于明,吳迪,張殿華,王國棟.  軋鋼. 2008(02)
[5]圓形沖擊射流傳熱性能的實驗研究[J]. 張永恒,周勇,王良璧.  熱科學(xué)與技術(shù). 2006(01)

博士論文
[1]突片激勵射流傳熱和混合特性研究[D]. 余業(yè)珍.南京航空航天大學(xué) 2009

碩士論文
[1]狹小受限曲面空間內(nèi)沖擊流動與換熱特性研究[D]. 繆國君.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號：3383136