管壳式换热器弓形折流板的结构优化

为研究某高温烟气急冷器空气二次冷却系统的流动与传热特性,建立了管壳式换热器简化模型,运用ANSYS软件进行数值模拟,分析了折流板数量、相对缺口高度、折流板间距和换热器进出口管布置方式对换热器性能的影响。结果表明:折流板数量越多,相对缺口高度越小,换热器压降越大,换热系数越大,综合性能指标越小;高温区域折流板间距小、低温区域折流板间距大的换热器比等间距折流板换热器平均换热系数提高了4.3%,平均综合性能指标提高了2.3%;空气出口管布置在热流体进口侧比布置在热流体出口侧平均换热系数提高了6.5%,平均综合性能指标提高了4.3%。

弓形折流板与盘环折流板对管壳式热交换器特性的影响研究

管壳式热交换器的优点是结构简单、坚固耐用、操作弹性大、可靠程度高、能承受高压高温、便于管理等,迄今仍是用于航空高温高压环境下的主要热交换器。但是管壳式热交换器散热性能较低的缺点也是制约该类热交换器使用范围的重要因素,这主要受限于该类热交换器散热单元强化传热的方法较少、结构设计限制、可靠性指标等诸多因素,而随着发动机、飞机及其他系统对散热性能和使用压力的不断提高,对该类热交换器的散热性能及流阻要求也随之增高,本文通过理论分析和实际使用来论述盘环折流板和弓形折流板对管壳式热交换器性能的影响。

椭圆管管壳式换热器壳程传热性能的试验研究

通过试验方法对椭圆管换热器与螺旋折流板换热器和传统的弓形折流板换热器进行了壳程传热性能和压降的研究,同时进行了壳程传热性能和压降的对比。从试验数据处理中得出,椭圆管换热器的传热系数虽然不高于采用圆管作为换热管的螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器的传热系数,但其单位压降下的壳程传热系数却远远高于螺旋折流板换热器和弓形折流板换热器单位压降下的壳程传热系数。

挡板构型对直升机红外抑制器气动与红外辐射特性影响研究

设计了一种具有引射结构的挡板用以遮挡红外抑制器内部高温部件,同时挡板结构引射环境冷气对其自身表面降温,以大幅度降低红外抑制器红外辐射。采用数值模拟的方法研究了弓形挡板构型对红外抑制器气动性能、温度场与红外辐射强度空间分布的影响。结果表明:与无挡板结构(Case0)相比较,挡板结构将二元引射喷管的引射系数提高115%,红外抑制器的热混合效率增加273%,但红外抑制器总压恢复系数降低7%,红外抑制器3~5μm波段壁面和气体辐射强度峰值分别降低46%和72%。与单层弓形挡板(Case1)结构相比,设计较优的双层弓形挡板(Case3)可以引射环境冷气,引射系数达到0.1左右,并将其冷端表面平均温度从638 K降低到415 K,红外抑制器3~5μm波段壁面辐射强度峰值降低84%,气体辐射强度峰值降低80%。总体来看,弓形挡板冷端表面温度受双层弓形挡板内部引射气流、弓形挡板冷端下游滞止涡和二元混合管窄边出口附近的回流冷气三者共同影响。

直升机红外抑制器结构参数对抑制器性能影响的数值和实验研究

在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,研究了一种红外抑制器二元混合管结构参数对红外抑制器整体气动性能和温度场的影响。研究结果表明:在研究参数范围内,随着二元混合管出口宽度的增大,二元引射喷管引射系数先上升后下降,弓形挡板冷端平均温度增幅为24%;随着二元混合管扩张角增大,引射系数下降,弓形挡板冷端平均温度增幅为3%;适当延长混合管直段长度,引射系数先缓慢上升而后下降,弓形挡板冷端温度变化较小。能否有效利用主流动量、抑制主流的流动分离是提高引射系数的关键。弓形挡板冷端表面温度受弓形挡板内部引射气流、弓形挡板冷端下游滞止涡和二元混合管窄边出口的回流冷气三者共同影响。