發(fā)布時(shí)間：2020-12-03 23:30

　　再生冷卻是以碳?xì)淙剂蠟楣べ|(zhì)對(duì)高速飛行器進(jìn)行冷卻的有效熱防護(hù)方式,可以應(yīng)用到高壓渦輪的冷卻方面。本文基于此背景,對(duì)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下U型通道內(nèi)的碳?xì)淙剂狭鲃?dòng)和換熱特性進(jìn)行基礎(chǔ)分析,初步探究超臨界條件下碳?xì)淙剂显谛�轉(zhuǎn)管內(nèi)流動(dòng)特點(diǎn)和換熱規(guī)律,研究工況和管道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)碳?xì)淙剂闲�轉(zhuǎn)管道內(nèi)流動(dòng)換熱的影響。本文首先建立了超臨界碳?xì)淙剂显谛�轉(zhuǎn)冷卻通道內(nèi)流動(dòng)換熱的數(shù)值模型,采用k-ωSST湍流模型進(jìn)行計(jì)算研究。首先研究了定工況下,轉(zhuǎn)速對(duì)碳?xì)淙剂显赨型通道內(nèi)的流動(dòng)和換熱的影響規(guī)律。在旋轉(zhuǎn)條件下,科氏力對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生影響,生成通道渦流,同時(shí),旋轉(zhuǎn)能提高旋轉(zhuǎn)管道的整體換熱效果,最后對(duì)比碳?xì)淙剂舷嗯c空氣換熱能力,發(fā)現(xiàn)碳?xì)淙剂蟽?yōu)勢(shì)明顯。然后,通過控制變量的方法研究了流量、熱流密度和壓力等工況參數(shù)對(duì)旋轉(zhuǎn)冷卻通道內(nèi)碳?xì)淙剂蠐Q熱的影響規(guī)律。結(jié)果表明,流量越大,換熱效果越好,但小流量工況在高轉(zhuǎn)速下?lián)Q熱綜合性能更好;熱流密度變大,換熱能力變差,但流動(dòng)阻力變小,換熱綜合性能變好;壓力越小,旋轉(zhuǎn)條件下?lián)Q熱性能越好。最后,本文建立了不同截面形狀和不同弦長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)U型通道模型,并研究這些結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)流動(dòng)和換熱的影響。結(jié)果表明,截面形狀會(huì)影響旋轉(zhuǎn)通... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

透平進(jìn)口燃?xì)鉁囟劝l(fā)展趨勢(shì)

圖 1-2 燃?xì)廨啓C(jī)葉片冷卻技術(shù)的發(fā)展燃料空心軸輪盤葉片圖 1-3 渦輪葉片液冷示意圖[7]動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)首先需要保證直接與高溫燃?xì)饨佑|的金屬表面材料蠕性變形溫度，而且溫度梯度不能超過材料極限，避免因高失效。主動(dòng)再生冷卻是由蘇聯(lián)火箭專家齊奧爾科夫斯基提出的一方案，廣泛應(yīng)用在液體火箭和超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)上，其方法是將液經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件，實(shí)現(xiàn)燃燒室冷卻的同時(shí)加熱燃料，然后將高

哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文頓大學(xué)的液體旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)為主[16]，戴頓大學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)如圖 1-7 所道內(nèi)流動(dòng)的研究由來已久，主要涉及旋轉(zhuǎn)內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生的二次流、、浮升力等對(duì)流動(dòng)與換熱的影響情況。轉(zhuǎn)管道流動(dòng)研究于旋轉(zhuǎn)管道流動(dòng)問題的研究，由來已久。首先是氣象學(xué)家研究地層流動(dòng)影響，然后是河流受到科氏力的作用，對(duì)一側(cè)河道沖刷嚴(yán)究。到后來，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)旋轉(zhuǎn)管道內(nèi)的流動(dòng)研在實(shí)際的應(yīng)用中，研究者們主要研究一下四種模式的旋轉(zhuǎn)流動(dòng) (Radial:otation) ； (2) 平 行 旋 轉(zhuǎn) (parazlelrotation) ； (3) 軸 lrotation)；(4)周向旋轉(zhuǎn)(eircumerrentialrotation)(如圖 1-3)。當(dāng)曲 曲 率 中 心 旋 轉(zhuǎn) ( 軸 向 旋 轉(zhuǎn) ) 時(shí) ， 科 氏 力 (Coriolis Foree) 和ugual Force)的共同作用下，使得流體流動(dòng)的特性與靜止?fàn)顟B(tài)下此時(shí)截面上存在明顯的的二次流。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]正癸烷高溫燃燒特性實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D]. 丁旭.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]超臨界碳?xì)淙剂狭鲃?dòng)及凹陷強(qiáng)化傳熱數(shù)值研究[D]. 曹杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]管道網(wǎng)絡(luò)法在渦輪葉片傳熱設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D]. 劉維.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]基于有限差分方法的可壓縮流動(dòng)大渦數(shù)值模擬[D]. 李震.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[5]超臨界壓力下正癸烷對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)研究[D]. 于文力.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室再生冷卻研究[D]. 蔣勁.西北工業(yè)大學(xué) 2006



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