一种等马赫数的高温气体冷却设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种等马赫数的高温气体冷却设计方法及装置，包括：建立冷却装置模型，包括外壳模型和换热结构模型；将给定设计条件导入数据分析单元，在数据分析单元内，设置有数据分析准则：冷却装置模型内与高温气体流动方向相垂直的前后相邻截面的换热结构模型的实心面积占所截截面面积的比例相同；结合所述设计条件依据所述数据分析准则分析得到换热结构模型进气口和出气口的截面面积和冷却装置模型进气口出气口的截面面积；进而确定冷却装置模型的尺寸和换热结构模型的尺寸。本发明专利技术解决了飞行高度较高、马赫数较快时，空天发动机的压气机无法对高温来流进行有效压缩，因而使发动机难以工作于更高马赫数以及高温废气的回收利用问题。回收利用问题。回收利用问题。

【技术实现步骤摘要】
一种等马赫数的高温气体冷却设计方法及装置
[0001]所属领域
[0002]本专利技术属于吸气式空天发动机设备
，具体涉及一种等马赫数的高温气体冷却设计方法及装置。

技术介绍

[0003]吸气式空天发动机是近地飞行器的理想动力部件，常见的吸气式空天发动机包括涡轮、冲压及其组合发动机。它们共同的工作过程包括对来流空气进行必要的压缩，通过对增压后的气流进一步加热(如化学燃烧加热方法)，气体获得足够能量后膨胀做功产生推力。当此类发动机需要工作于较高高度和较快的飞行马赫数时(特别是高度20km、速度马赫3以上)，进气道捕获的来流总温已经相当高(参见表1
‑
空天发动机典型飞行状态及其对应来流总温)：
[0004]表1空天发动机典型飞行状态及其对应来流总温
[0005]高度HMa数总温T(km) (K)6.01.60377.110.01.85376.011.02.00390.412.02.10408.213.02.12410.914.02.15417.315.02.20426.316.02.30446.017.02.50487本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等马赫数的高温气体冷却设计方法，其特征在于，方法步骤包括：步骤100、建立冷却装置模型，包括外壳模型和固定在外壳模型内的换热结构模型，换热结构模型的内部通以冷却剂，换热结构模型和外壳模型之间的缝隙为空气通道通以高温气体；步骤200、将给定设计条件导入数据分析单元，所述设计条件包括冷却装置模型进气口出气口处的高温气体流动速度的马赫数、换热结构模型的进气口出气口处的气压和温度和换热结构模型的进气口出气口之间的空气通道内即换热结构模型内高温气体流动速度的马赫数；步骤300、数据分析单元内，设置有数据分析准则：冷却装置模型内与高温气体流动方向相垂直的前后相邻截面的换热结构模型的实心面积占所截截面面积的比例相同，实心面积为换热结构模型的截面面积；结合所述设计条件依据所述数据分析准则分析得到与高温气体流动方向相垂直的截面中换热结构模型进气口和出气口的截面面积和冷却装置模型进气口出气口的截面面积；步骤400、根据所述换热结构模型进气口和出气口的截面面积和冷却装置模型进气口出气口的截面面积确定冷却装置模型的尺寸和换热结构模型的尺寸。2.根据权利要求1所述的一种等马赫数的高温气体冷却设计方法，其特征在于，步骤200中所述换热结构模型内高温气体流动速度的马赫数是分段相同的或从换热结构模型进气口至换热结构出气口全程相同。3.根据权利要求1所述的一种等马赫数的高温气体冷却设计方法，其特征在于，步骤300中所述数据分析准则具体为：冷却装置模型内部垂直于高温气体流动方向的任意截面处，换热结构模型的实心面积占截面总面积的比例与换热结构模型的进气口出气口截面处实心面积所占比例相同。4.根据权利要求3所述的一种等马赫数的高温气体冷却设计方法，其特征在于，所述换热结构模型内与高温气体流动方向相垂直的任意截面处的高温气体流动速度的马赫数相同。5.根据权利要求1所述的一种等马赫数的高温气体冷却设计方法，其特征在于，根据给定的所述换热结构模型内高温气体流动速度的马赫数，依据空气动力学基本理论和高温气体的物理性质可计算冷却装置模型中垂直于高温气体流动方向的任意截面处换...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆阳，范学军，孟令瑾，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：