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关于航空发动机涡轮降温技术的一些浅见

2013-07-10 22:05阅读:
关于航空发动机涡轮降温技术的一些浅见
1002201班 1100200332 祁少波
前一段时间,班级去了沈阳黎明发动机厂参观实习,在那里的学习,使我对航空发动机有了更深一层此的了解。
记得,厂里的老师傅说起过,航空发动机的推力就是来自于喷出高温高压气体与进入航空发动机气体的动量差,而要获得大的推力,就必须是喷出的气体压强更高,温度更高。我们国家的航空发动机与外国先进航空发动机的差异主要还就是在工艺方面,在发动机各个方面不如别的国家,压气机的压气效率不高,导致增压比较低,要付出加重量的代价才能达到符合要求的增压比。还有就是涡轮的冷却技术不够好,从而使得喷出去的温度不够高,使得推力不够大。而下面我就谈谈自己对涡轮降温的一些浅谈。
在那里的学习,我了解到目前让涡轮在高温工作的方法有3种,一种是找到更适合做涡轮的耐高温材料,二是在涡轮表面涂化学物质层,减少传热,三是将涡轮制造成空心,通过通入由于发动机高速飞行表面温度迅速降低产生的低温空气来达到降温的目的。通过参观实习我有了不同的想法,我国之所以推力不如别人,不是因为我国燃烧室升温升不高,而是由于没有好的办法使得涡轮在这么高温环境下工作。在大学的学习中,我了解到,涡轮的温度主要还是由于燃烧室的高温气体与涡轮对流换热而使得涡轮温度升高。而现在的很多方法都是如何降低涡轮的温度,有时候应该尝试另一种方法就是阻止高温气体传热到涡
轮上。我觉得从压气机分出一部分高压气体,通入到涡轮的空腔里,然后从涡轮的小孔中喷出,从而使得通入气体与高温燃气共同喷出,这样会在涡轮表面形成一层空气层隔绝高温空气的导入,从而使得涡轮可以在高温环境下工作。如图一可使得涡轮达到冷却的目的。

关于航空发动机涡轮降温技术的一些浅见
图一
后来查资料得知,发现自己的这种想法其实前人早都有研究。上述的冷却方法学名叫做气膜冷却,而现在最新科技,涡轮叶片的冷却主要是通过内流冷却和外部的气膜冷却的共同作用来实现的。通过气膜冷却可以有效降低叶片的外表温度, 对叶片进行有效的保护, 今后的研究重点是研究新的孔形结构, 掌握各几何、工作参数对气膜冷却的影响, 优化气膜冷却。
最后列举出来自己查阅的未来的涡轮冷却方向
1、迷宫冷却通道,在空心叶片里制成像迷宫一样的冷却通道。冷却空气通过冷 却通道后,再由叶型表面的小孔排出,以提高冷却效果。
2、发散冷却,它是由高温合金多孔层板构造而成的空心叶片,高压冷却空气由叶片内腔通过壁面的密集细孔渗出并流到叶片外表面,在高温燃气和叶片表面之间形成一层完整连续的空气隔热层,它既能使叶片表面与燃气隔开,又能吸收叶片表面部分热量。
3、多孔层板发散冷却技术,这种冷却具有对流、冲击及气膜冷却的效果。

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