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预旋结构对空间布雷顿循环涡轮盘表面换热特性的影响
引用本文:张宗卫,王钊,刘志宏,刘存良,刘聪.预旋结构对空间布雷顿循环涡轮盘表面换热特性的影响[J].上海航天,2022,39(2):111-118.
作者姓名:张宗卫  王钊  刘志宏  刘存良  刘聪
作者单位:中国民航大学 航空工程学院,天津300300;天津市振兴化工有限责任公司,天津300300;上海宇航系统工程研究所,上海201109;西北工业大学 动力与能源学院,陕西 西安710072
基金项目:中央高校基本科研业务费中国民航大学专项(3122021045)
摘    要:针对空间核动力航天器涡轮盘表面温度过高和温度梯度较大的情况,提出了一种预旋涡轮盘冷却结构。采用数值模拟的方法对比分析了有无预旋2种冷却结构下的涡轮盘表面换热特性,研究了旋转雷诺数对换热效果的影响。计算结果表明:与无预旋结构相比,预旋结构可以有效地提高氦氙冷却气流与涡轮盘的对流换热系数,降低其表面最高温度和温度梯度,最高温降可达63.1 K。随着旋转雷诺数增大,涡轮盘表面最高温度降低,轮盘表面平均换热系数增大,采用预旋结构的表面平均换热系数比无预旋结构增大13.4%。

关 键 词:航天器  涡轮盘  预旋  冷却结构  换热特性
收稿时间:2020/4/28 0:00:00
修稿时间:2020/7/24 0:00:00

Effects of Pre-swirl Structure on Surface Heat Transfer Characteristics of Turbine Disks in Closed-Brayton-Cycle Space Power Systems
ZHANG Zongwei,WANG Zhao,LIU Zhihong,LIU Cunliang,LIU Cong.Effects of Pre-swirl Structure on Surface Heat Transfer Characteristics of Turbine Disks in Closed-Brayton-Cycle Space Power Systems[J].Aerospace Shanghai,2022,39(2):111-118.
Authors:ZHANG Zongwei  WANG Zhao  LIU Zhihong  LIU Cunliang  LIU Cong
Abstract:
Keywords:spacecraft  turbine disk  pre-swirl  cooling structure  heat transfer characteristics
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