獲得對轉(zhuǎn)航空發(fā)動機(jī)二次空氣系統(tǒng)中的流動參數(shù),對對轉(zhuǎn)航空發(fā)動機(jī)二次空氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化和發(fā)動機(jī)軸向力計(jì)算具有重要意義。對轉(zhuǎn)航空發(fā)動機(jī)二次空氣系統(tǒng)中的渦輪對轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)具有復(fù)雜的流動和換熱現(xiàn)象,明確渦輪對轉(zhuǎn)盤腔中的流動與換熱特性可以為渦輪對轉(zhuǎn)盤腔設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考依據(jù)。已有的研究已經(jīng)對常規(guī)發(fā)動機(jī)二次空氣系統(tǒng)和渦輪轉(zhuǎn)靜盤腔中的流動換熱規(guī)律做了大量的探討,但對對轉(zhuǎn)航空發(fā)動機(jī)二次空氣系統(tǒng)的計(jì)算還欠缺對轉(zhuǎn)元件雙輪盤壁面旋轉(zhuǎn)對氣流輸入功的考慮,對渦輪對轉(zhuǎn)盤腔中流動和換熱的討論還不夠細(xì)致。鑒于此,本文對無導(dǎo)葉對轉(zhuǎn)航空發(fā)動機(jī)二次空氣系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算,對二次空氣系統(tǒng)渦輪對轉(zhuǎn)盤腔中的流動與換熱特性進(jìn)行詳細(xì)的探討。本文主要研究內(nèi)容如下:1、利用流體網(wǎng)絡(luò)法將無導(dǎo)葉對轉(zhuǎn)航空發(fā)動機(jī)二次空氣系統(tǒng)一維網(wǎng)絡(luò)化,考慮對轉(zhuǎn)元件雙壁面旋轉(zhuǎn)對通過元件處氣流的輸入功,通過求解二次空氣系統(tǒng)非線性方程組,獲得二次空氣系統(tǒng)中氣流的流動參數(shù),與二維、三維數(shù)值計(jì)算結(jié)果對比驗(yàn)證一維計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。2、對渦輪對轉(zhuǎn)盤腔計(jì)算域進(jìn)行三維定常數(shù)值模擬,分析了主流壓力對對轉(zhuǎn)盤腔輪緣處流動的影響,發(fā)現(xiàn)若對轉(zhuǎn)盤腔封嚴(yán)流量不足,高壓動葉尾緣和低壓動葉前緣高壓區(qū)域發(fā)... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２航空發(fā)動機(jī)的空氣系統(tǒng)流路網(wǎng)絡(luò)圖??Ｆｉｇ?１．２?Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ?ａｉｒ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｌｏｗ?ｎｅｔｗ?ｏｒｋ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｅｒｏ?ｅｎｇｉｎｅ??

紀(jì)寧等Ｍｌ通過瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)法研宄了中心進(jìn)氣轉(zhuǎn)靜盤腔轉(zhuǎn)盤表面的換熱特性，得出輪??盤表面換熱努塞爾數(shù)隨輪盤間隙和封嚴(yán)間隙減小而增大的結(jié)論。Ｆａｒｔｈｉｎｇ和??Ｏｗｅｎ［５８］，Ａｉｒｏｌｄｉ等討論了盤腔結(jié)構(gòu)對換熱的影響，通過對比如圖１．３所示兩??種輪盤的換熱效果，發(fā)現(xiàn)在相同流量系數(shù)情況下，低旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)時兩種結(jié)構(gòu)的努??塞爾數(shù)差別不大，但是在高旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)情況下，有突起的盤腔換熱系數(shù)要小于平??面輪盤結(jié)構(gòu)盤腔。??ｕ——５—ｊ?Ｓｉｎｋ?ｌｏｙｅｒ??＾ｏｕｔｅｒ?ｓｈｒｏｕｄ?Ｖ?、??ａｉｒ?ｏｕＫｅｆ?１?＿＿??ＩＩ?＼?Ｘ＿?ｒａｄｉａｎｔ?ｈｅｏｔｗｓ?＿＿＿｜?－ｔｋｍａｎ．???｜?｜ｊｌ：：ｃ〇ｒｅ＿??？?Ｕ?ｂ?Ｉ??Ａ?ｙｒ－?ｄｏｗｎｓｆｒｅａｎｉ?ｓｆｅｅｌ?、?．?「ｅ??ｌ?ｄｉ５Ｃ?Ｔ．ＶｒｔＴｒｒ????ｃｅｎｔｒａｌ?ｄｒｉｖｅ?ｓｈａｆｔ?｜ｒ＾?ｎ?Ｑ??圖１．３不同結(jié)構(gòu)盤腔示意圖??Ｆｉｇ?１．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃａｖｉｔｉｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ＳｕｌｆｋｋｅｍｌＰＵ等通過數(shù)值模擬討論了轉(zhuǎn)靜盤腔轉(zhuǎn)盤表面的螺栓對轉(zhuǎn)靜盤腔內(nèi)??流動的影響，研宄發(fā)現(xiàn)：螺栓的數(shù)量影響轉(zhuǎn)靜盤腔內(nèi)的流動結(jié)構(gòu)，減小螺栓到輪??緣之間的距離、增大轉(zhuǎn)靜盤之間的距離、減小進(jìn)入轉(zhuǎn)靜盤腔的冷氣量有利于增大??轉(zhuǎn)靜盤腔內(nèi)流動的穩(wěn)定性。上述說明盤腔壁面結(jié)構(gòu)對盤腔內(nèi)的流動具有較大的影??響。Ｄｉｘｏｎ等［％對轉(zhuǎn)靜盤腔優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了相關(guān)的研宄。??王美麗等通過ＳＩＭＰＬＥ算法研宄了轉(zhuǎn)靜盤腔內(nèi)的流動和換熱

與節(jié)點(diǎn)相連的元件的數(shù)量，Ｇ／表示與節(jié)點(diǎn)相連的第ｉ個元件進(jìn)節(jié)點(diǎn)的流量也可以是流出節(jié)點(diǎn)的流量，流進(jìn)節(jié)點(diǎn)的流量為正，為負(fù)。??二次空氣系統(tǒng)中每一個內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，不同溫度的氣流摻混和節(jié)點(diǎn)的功造成的流體溫度改變應(yīng)滿足節(jié)點(diǎn)處的能量方程，具體形式砂郵）＋?〇?＝?０Ｖ）為流入或流出節(jié)點(diǎn)流體的焓值，０為輸入節(jié)點(diǎn)中流體的熱量。??系統(tǒng)元件數(shù)學(xué)模型??空氣系統(tǒng)是由多個不同類型的元件組成的，在將二次空氣系統(tǒng)計(jì)算時，各元件由相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型代替。??菌齒元件??封嚴(yán)的結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型如下：??ＳＴＡＴＯＲ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)靜系盤腔內(nèi)流動與傳熱機(jī)理研究[D]. 林立.清華大學(xué) 2013

碩士論文
[1]帶去旋系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)盤腔內(nèi)流動和換熱的數(shù)值研究[D]. 陳陽春.南京航空航天大學(xué) 2009



本文編號：3598716