獲得對轉航空發(fā)動機二次空氣系統(tǒng)中的流動參數(shù),對對轉航空發(fā)動機二次空氣系統(tǒng)結構設計優(yōu)化和發(fā)動機軸向力計算具有重要意義。對轉航空發(fā)動機二次空氣系統(tǒng)中的渦輪對轉盤腔內(nèi)具有復雜的流動和換熱現(xiàn)象,明確渦輪對轉盤腔中的流動與換熱特性可以為渦輪對轉盤腔設計優(yōu)化提供參考依據(jù)。已有的研究已經(jīng)對常規(guī)發(fā)動機二次空氣系統(tǒng)和渦輪轉靜盤腔中的流動換熱規(guī)律做了大量的探討,但對對轉航空發(fā)動機二次空氣系統(tǒng)的計算還欠缺對轉元件雙輪盤壁面旋轉對氣流輸入功的考慮,對渦輪對轉盤腔中流動和換熱的討論還不夠細致。鑒于此,本文對無導葉對轉航空發(fā)動機二次空氣系統(tǒng)進行分析計算,對二次空氣系統(tǒng)渦輪對轉盤腔中的流動與換熱特性進行詳細的探討。本文主要研究內(nèi)容如下:1、利用流體網(wǎng)絡法將無導葉對轉航空發(fā)動機二次空氣系統(tǒng)一維網(wǎng)絡化,考慮對轉元件雙壁面旋轉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)值計算結果對比驗證一維計算結果的準確性。2、對渦輪對轉盤腔計算域進行三維定常數(shù)值模擬,分析了主流壓力對對轉盤腔輪緣處流動的影響,發(fā)現(xiàn)若對轉盤腔封嚴流量不足,高壓動葉尾緣和低壓動葉前緣高壓區(qū)域發(fā)... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院工程熱物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

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

紀寧等Ｍｌ通過瞬態(tài)實驗法研宄了中心進氣轉靜盤腔轉盤表面的換熱特性，得出輪??盤表面換熱努塞爾數(shù)隨輪盤間隙和封嚴間隙減小而增大的結論。Ｆａｒｔｈｉｎｇ和??Ｏｗｅｎ［５８］，Ａｉｒｏｌｄｉ等討論了盤腔結構對換熱的影響，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，低旋轉雷諾數(shù)時兩種結構的努??塞爾數(shù)差別不大，但是在高旋轉雷諾數(shù)情況下，有突起的盤腔換熱系數(shù)要小于平??面輪盤結構盤腔。??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不同結構盤腔示意圖??Ｆｉｇ?１．３?Ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃａｖｉｔｉｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??ＳｕｌｆｋｋｅｍｌＰＵ等通過數(shù)值模擬討論了轉靜盤腔轉盤表面的螺栓對轉靜盤腔內(nèi)??流動的影響，研宄發(fā)現(xiàn)：螺栓的數(shù)量影響轉靜盤腔內(nèi)的流動結構，減小螺栓到輪??緣之間的距離、增大轉靜盤之間的距離、減小進入轉靜盤腔的冷氣量有利于增大??轉靜盤腔內(nèi)流動的穩(wěn)定性。上述說明盤腔壁面結構對盤腔內(nèi)的流動具有較大的影??響。Ｄｉｘｏｎ等［％對轉靜盤腔優(yōu)化設計方法進行了相關的研宄。??王美麗等通過ＳＩＭＰＬＥ算法研宄了轉靜盤腔內(nèi)的流動和換熱

與節(jié)點相連的元件的數(shù)量，Ｇ／表示與節(jié)點相連的第ｉ個元件進節(jié)點的流量也可以是流出節(jié)點的流量，流進節(jié)點的流量為正，為負。??二次空氣系統(tǒng)中每一個內(nèi)部節(jié)點，不同溫度的氣流摻混和節(jié)點的功造成的流體溫度改變應滿足節(jié)點處的能量方程，具體形式砂郵）＋?〇?＝?０Ｖ）為流入或流出節(jié)點流體的焓值，０為輸入節(jié)點中流體的熱量。??系統(tǒng)元件數(shù)學模型??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)計算時，各元件由相應的數(shù)學模型代替。??菌齒元件??封嚴的結構和數(shù)學模型如下：??ＳＴＡＴＯＲ??

【參考文獻】：
期刊論文
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[8]徑向輪緣密封封嚴效率的數(shù)值研究[J]. 高慶,李軍.  西安交通大學學報. 2014(09)
[9]渦輪輪緣密封非定常主流入侵特性的數(shù)值研究[J]. 陶加銀,高慶,宋立明,李軍.  西安交通大學學報. 2014(01)
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博士論文
[1]燃氣輪機轉靜系盤腔內(nèi)流動與傳熱機理研究[D]. 林立.清華大學 2013

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



本文編號：3598716