本文關(guān)鍵詞：高速飛行器空氣渦輪氣動(dòng)及冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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【摘要】：在高速飛行器中，小型空氣渦輪泵是一種重要的輔助設(shè)備，該設(shè)備從進(jìn)氣道提取高壓空氣推動(dòng)渦輪做功，再驅(qū)動(dòng)泵，泵將低壓油打壓后得到高壓油，高壓油可驅(qū)動(dòng)控制原件或注入燃燒室。當(dāng)飛行器高速飛行時(shí)，比如飛行器以馬赫7飛行，從進(jìn)氣道獲取的空氣將具有較高的滯止溫度，空氣渦輪處于溫度工作環(huán)境，，渦輪的氣動(dòng)設(shè)計(jì)，要考慮冷卻。空氣渦輪負(fù)荷高，尺寸小，給冷卻結(jié)構(gòu)的布置帶來(lái)一定難度。因此在有限的空間內(nèi)設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠承擔(dān)較大負(fù)荷的、能夠迅速實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的機(jī)組就十分重要。 本文選擇縮放噴管代替靜葉的單級(jí)渦輪機(jī)組的方案。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了一維設(shè)計(jì)，確定了一維的各個(gè)參數(shù)。同時(shí)為了增加葉高，采用了局部進(jìn)氣。根據(jù)一維設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了三維設(shè)計(jì)，采用各個(gè)相關(guān)軟件進(jìn)行了三維幾何模型了建立以及網(wǎng)格的劃分，對(duì)氣動(dòng)方案進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。結(jié)果顯示，從總體性能參數(shù)上，氣動(dòng)方案實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)初衷，以48000r/min的轉(zhuǎn)速，0.1818kg/s的流量實(shí)現(xiàn)了88kW左右的功率輸出。同時(shí)氣動(dòng)方案給出了溫度場(chǎng)，對(duì)于后續(xù)的冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支持。 在冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，充分根據(jù)氣動(dòng)方案設(shè)計(jì)初預(yù)留的空間，對(duì)噴管部分進(jìn)行了冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。根據(jù)氣動(dòng)方案的溫度場(chǎng)分布情況，有針對(duì)性地進(jìn)行了冷卻設(shè)計(jì)。對(duì)整個(gè)方案進(jìn)行了氣熱耦合計(jì)算，冷卻工質(zhì)采用C10H22。對(duì)數(shù)值結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，噴管壁面的溫度明顯降低，同時(shí)動(dòng)葉葉柵上溫度也明顯降低，都在材料可承受范圍之內(nèi)。加入冷卻結(jié)構(gòu)，對(duì)于整個(gè)機(jī)組性能的影響很小,流量和輸出功率基本都沒有明顯變化，說明設(shè)計(jì)有效可行。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH38

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1192745