该技术属于换热通道技术领域，具体涉及一种大深宽比变截面换热通道。燃烧室外周为燃烧室室壁，燃烧室室壁的内侧为燃烧室内壁，外侧为燃烧室外壁，侧面为肋条，燃烧室内壁、燃烧室外壁与肋条共同围成换热通道。燃烧室左侧为燃气入口，右侧为燃气出口。在换热通道右侧上下两端，燃烧室内壁与燃烧室外壁之间为冷却剂入口7，在换热通道左侧上下两端，燃烧室内壁3与燃烧室外壁4之间为冷却剂出口8，冷却剂由冷却剂入口7流入，由冷却剂出口8流出。本发明专利技术换热通道采用大深宽比结构，对流换热效率高，流阻相对较小；沿燃烧室轴向不同位置，根据热流密度的分布采用不同变截面的换热通道，可以实现燃烧室气壁温和流阻最优配置。
【技术实现步骤摘要】
该技术属于换热通道领域，具体涉及一种大深宽比变截面换热通道。
技术介绍
再生冷却是目前液体火箭发动机燃烧室内壁热防护使用最广泛的一种方法，利用推进剂在喷入燃烧室之前先通过燃烧室壁上的冷却通道进行冷却。高压大热流燃烧室内壁在工作过程中要承受较大的交变高低温差应力和压差应力的耦合作用，工作环境非常恶劣，热防护相当困难，沿用传统的再生冷却防护已难以满足多次起动以及飞行过载情况下高室压高混合比长时间工作的恶劣工况，多次长时工作后，燃烧室再生冷却通道内壁会出现穿透性裂纹。对于高压大热流燃烧室，由于发动机涡轮泵增压能力的限制，不能一味的依靠增加冷却通道的许用压降来提高冷却能力，需要设计一种可以实现燃烧室气壁温和流阻最优配置，既确保燃烧室内壁在大热流下的安全可靠热防护，又减少冷却介质压降需求的新型换热通道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供一种适用于于高压大热流燃烧室，可以实现燃烧室气壁温和流阻最优配置。本专利技术的技术方案如下:一种大深宽比变截面换热通道，包括燃烧室室壁、换热通道、燃烧室，所述燃烧室外周为燃烧室室壁，燃烧室室壁的内侧为燃烧室内壁，外侧为燃烧室外壁，侧面为肋条，燃烧室内壁、燃烧室外壁与肋条共同围成换热通道，燃烧室左侧为燃气入口，右侧为燃气出口，燃气由燃气入口进入，由燃气出口喷出；在换热通道右侧上下两端，燃烧室内壁与燃烧室外壁之间为冷却剂入口，在换热通道左侧上下两端，燃烧室内壁与燃烧室外壁之间为冷却剂出口。所述换热通道采用大深宽比结构，即通道深度与宽度的比值控制在6?9，其底部厚度控制在0.5?1.0_。所述换热通道深度与宽度的比值控制在7?8。所述换热通道深度与宽度的比值控制在8?9。所述换热通道深度与宽度的比值控制在6?7。所述燃烧室内壁3采用高热导率的铜合金通过铣槽加工制成。 所述燃烧室外壁为高强度合金或电铸镍制成，采用扩散焊或电铸的方式与燃烧室内壁结合。本专利技术的显著效果在于:换热通道采用大深宽比结构，对流换热效率高，流阻相对较小；沿燃烧室轴向不同位置，根据热流密度的分布采用不同变截面的换热通道，可以实现燃烧室气壁温和流阻最优配置，既确保燃烧室内壁在大热流下的安全可靠热防护，又减少冷却介质压降需求的新型换热通道。【附图说明】图1为本专利技术所述的一种大深宽比变截面换热通道平面结构示意图；图2为图1的A-A视图；图3为图1的B-B视图；图4为图1的C-C视图；图中:1换热通道、2肋条、3燃烧室内壁、4燃烧室外壁、5燃气入口、6燃气出口、7冷却剂进口、8冷却剂出口、9燃烧室【具体实施方式】下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术为一种大深宽比变截面换热通道，燃烧室9外周为燃烧室室壁，燃烧室室壁的内侧为燃烧室内壁3，外侧为燃烧室外壁4，侧面为肋条2，燃烧室内壁3、燃烧室外壁4与肋条2共同围成换热通道1。燃烧室9左侧为燃气入口 5，右侧为燃气出口 6，工作过程中，燃气由燃气入口 5进入，由燃气出口 6喷出。在换热通道1右侧上下两端，燃烧室内壁3与燃烧室外壁4之间为冷却剂入口 7，在换热通道左侧上下两端，燃烧室内壁3与燃烧室外壁4之间为冷却剂出口 8，冷却剂由冷却剂入口 7流入，由冷却剂出口 8流出。通过冷却剂和燃气之间强烈的热交换，将热量带走，以保持燃烧室内壁3工作在材料的许用温度范围之内。换热通道1采用大深宽比结构，即通道深度与宽度的比值控制在6?9，其底部厚度控制在0.5?1.0_。所述的换热通道1沿燃烧室轴向不同位置，根据热流密度的分布采用不同变截面的换热通道。在热流密度最大的燃烧室喉部附近区域采用B-B截面所示的通道深度和宽度的换热通道，其通道深度与宽度的比为8?9 ;在热流密度较小的燃气入口 5附近采用A-A截面所示的通道深度和宽度的换热通道，其通道深度与宽度的比为7?8 ;在热流密度最小的燃气出口 6附近采用C-C截面所示的通道深度和宽度的换热通道，其通道深度与宽度的比为6?7。燃烧室内壁3采用高热导率的铜合金通过铣槽加工制成，燃烧室外壁4采用扩散焊或电铸的方式与燃烧室内壁3结合，材料采用高强度合金或电铸镍。【主权项】1.一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于:包括燃烧室室壁、换热通道(1)、燃烧室(9)，所述燃烧室(9)外周为燃烧室室壁，燃烧室室壁的内侧为燃烧室内壁(3)，外侧为燃烧室外壁(4)，侧面为肋条(2)，燃烧室内壁(3)、燃烧室外壁(4)与肋条(2)共同围成换热通道(1)，燃烧室(9)左侧为燃气入口(5)，右侧为燃气出口(6)，燃气由燃气入口(5)进入，由燃气出口(6)喷出；在换热通道(1)右侧上下两端，燃烧室内壁(3)与燃烧室外壁(4)之间为冷却剂入口(7)，在换热通道左侧上下两端，燃烧室内壁(3)与燃烧室外壁(4)之间为冷却剂出口 (8)。2.据权利要求1所述的一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于:所述换热通道(1)采用大深宽比结构，即通道深度与宽度的比值控制在6?9，其底部厚度控制在0.5?1.0mm η3.据权利要求1或2所述的一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于:所述换热通道(1)深度与宽度的比值控制在7?8。4.据权利要求1或2所述的一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于:所述换热通道(1)深度与宽度的比值控制在8?9。5.据权利要求1或2所述的一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于:所述换热通道(1)深度与宽度的比值控制在6?7。6.据权利要求1所述的一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于:所述燃烧室内壁3采用高热导率的铜合金通过铣槽加工制成。7.据权利要求1所述的一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于:所述燃烧室外壁(4)为高强度合金或电铸镍制成，采用扩散焊或电铸的方式与燃烧室内壁(3)结合。【专利摘要】该技术属于换热通道
，具体涉及一种大深宽比变截面换热通道。燃烧室外周为燃烧室室壁，燃烧室室壁的内侧为燃烧室内壁，外侧为燃烧室外壁，侧面为肋条，燃烧室内壁、燃烧室外壁与肋条共同围成换热通道。燃烧室左侧为燃气入口，右侧为燃气出口。在换热通道右侧上下两端，燃烧室内壁与燃烧室外壁之间为冷却剂入口7，在换热通道左侧上下两端，燃烧室内壁3与燃烧室外壁4之间为冷却剂出口8，冷却剂由冷却剂入口7流入，由冷却剂出口8流出。本专利技术换热通道采用大深宽比结构，对流换热效率高，流阻相对较小；沿燃烧室轴向不同位置，根据热流密度的分布采用不同变截面的换热通道，可以实现燃烧室气壁温和流阻最优配置。【IPC分类】F23R3/42, F23M5/08【公开号】CN105318356【申请号】CN201410347802【专利技术人】丁兆波, 许晓勇, 孙纪国, 王维彬, 乔桂玉, 田原, 赵世红, 高翔宇, 李丹琳, 刘红珍, 王召, 程鹏, 王仙 【申请人】北京航天动力研究所【公开日】2016年2月10日【申请日】2014年7月21日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大深宽比变截面换热通道，其特征在于：包括燃烧室室壁、换热通道(1)、燃烧室(9)，所述燃烧室(9)外周为燃烧室室壁，燃烧室室壁的内侧为燃烧室内壁(3)，外侧为燃烧室外壁(4)，侧面为肋条(2)，燃烧室内壁(3)、燃烧室外壁(4)与肋条(2)共同围成换热通道(1)，燃烧室(9)左侧为燃气入口(5)，右侧为燃气出口(6)，燃气由燃气入口(5)进入，由燃气出口(6)喷出；在换热通道(1)右侧上下两端，燃烧室内壁(3)与燃烧室外壁(4)之间为冷却剂入口(7)，在换热通道左侧上下两端，燃烧室内壁(3)与燃烧室外壁(4)之间为冷却剂出口(8)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：丁兆波，许晓勇，孙纪国，王维彬，乔桂玉，田原，赵世红，高翔宇，李丹琳，刘红珍，王召，程鹏，王仙，
申请(专利权)人：北京航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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