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申请/专利权人：北京航空航天大学
摘要：本发明公开了一种适用于油冷叶片结构设计的新方法，属于航空发动机高温热防护领域，包括：1.外流场数值模拟计算叶片外表面热环境；2.确定燃油物性，根据叶片材料限制叶片外表面平均温度、燃油出口平均温度、燃油与叶片固体交界面温度，计算所需的冷却燃油流量；3.设计内部冷却通道结构；4.确定内冷结构平均温度；5.计算叶片外壳与内冷通道结构之间的夹层厚度；6.确定夹层结构设计方案；7.对油冷叶片结构进行三维数值模拟计算，提出内部冷却通道结构的优化改进方案，确定油冷叶片结构的设计方案。本发明将油冷涡轮叶片结构解耦成叶片外壳、夹层、内冷导热结构三部分分别进行设计，使得结构设计难度简化，提高能源利用率。
主权项：1.一种适用于油冷叶片结构设计的新方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据外流场数值模拟计算叶片外表面热环境，得出叶片外表面的绝热壁温tg、叶片外表面的对流换热系数hg；步骤2，确定燃油物性，根据叶片材料限制叶片外表面平均温度tw1、根据燃油的结焦特性限制燃油出口平均温度t1”、及燃油与叶片固体交界面温度500K，计算所需的冷却燃油流量m；步骤3，设计内部冷却通道结构：通过设计内部燃油冷却通道的直径D、通道回转数n和通道长度L来初步假定内部冷却燃油通道的结构，采用流动传热经验关联式计算管内的对流换热系数，计算燃油在冷却通道内的吸热量、温升及压力损失，判断内部冷却燃油通道结构设计是否合理并直至满足设计要求；步骤4，确定内冷结构平均温度tw2：根据已设计的内部冷却通道结构、计算出的所需冷却燃油流量m及燃油出口平均温度t1”计算出内冷通道的对流换热系数h，令燃油冷却吸收的热量Q'与燃气在叶片外表面释放的热量Q相等，结合燃油进出口平均温度计算出内冷结构平均温度tw2；步骤5，计算叶片外壳与内冷通道结构之间的夹层厚度δ；步骤6，确定夹层结构设计方案：根据计算得出的夹层厚度δ，选择不同的材料介质进行填充。步骤7，对油冷叶片结构进行三维数值模拟计算，提出内部冷却通道结构的优化改进方案，并确定最终油冷叶片结构设计方案。
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百度查询： 北京航空航天大学 一种适用于油冷叶片结构设计的新方法
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