去旋对共转盘腔内流动特性影响的研究

摘要

空气系统担负着发动机内部冷却，封严及控制轴向载荷等任务，为提供高品质的冷气，合理的流路设计是必要的。由共转盘腔径向内流是空气系统中高压引气的重要方式，但由于盘腔内径向哥氏力和离心力的阻碍，空气的总压损失很大，这会影响到发动机工作的可靠性和总体性能，因此优化组织共转盘腔内的气体流动，降低冷却气体的总压损失十分必要。
　　本文针对径向内流共转盘腔内总压损失的影响因素进行了理论分析，设计了相关试验系统并进行了试验研究，获得了盘腔内压力损失随转速和流量变化的规律。为降低盘腔内气体的周向速度，减小径向哥氏力和离心力，达到降低盘腔内总压损失的目的，通过数值模拟分析了盘腔内哥氏力的产生原因和特点，提出了不同的去旋进气方式和去旋隔片结构。针对这些结构建立数值计算模型，探索不同去旋结构对盘腔内流动影响的特点和去旋的内在机理，研究结果表明：(1)去旋喷嘴能够降低盘腔内气体的旋转速度，但对于低半径处气流的影响较小；(2)引气导管能够将气体的周向旋转限制在导管内，显著降低了径向哥氏力，但增加了导管内的流动摩擦阻力；(3)与普通去旋喷嘴和引气导管相比，内置去旋喷嘴使盘腔内气体的旋转速度明显降低，盘腔内总压损失最小。(4)去旋隔片的确能降低盘腔内气体的旋转速度，盘腔内压降减小，起到了盘腔内整流的作用。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1引言

1.2国外研究现状

1.3国内研究现状

1.4本文的研究意义及主要工作

第二章 共转盘腔内总压损失特性的试验研究

2.1试验系统

2.2数据处理方法

2.3试验工况

2.4重要参数1、无量纲半径x

2.5结果与分析

2.6小结

第三章 数值计算方法

3.1控制方程

3.2湍流模型

3.3 近壁面处理

3.4 旋转参考坐标系的求解策略

3.5数值计算方法验证

第四章 共转盘腔内流动特性的数值模拟研究

4.1普通进气共转盘腔内流动特点

4.2带去旋喷嘴的共转盘腔

4.3带引气导管的共转盘腔

4.4内置去旋喷嘴

第五章 去旋隔片对共转盘腔内流动影响的数值模拟

5.1计算模型说明

5.2网格划分及条件设置

5.3计算结果及分析

5.4 小结

第六章 结论与展望

6.1 本文结论

6.2 后续工作展望

参考文献

致谢

在读期间的研究成果及发表的学术论文