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李志平,孟博,景晓东.微型离心压气机热效应评估模型及应用[J].航空动力学报,2019,34(7):1577~1585
微型离心压气机热效应评估模型及应用
Research on micro centrifugal compressor heat transfer effect estimation model
投稿时间:2018-10-19  
DOI:10.13224/j.cnki.jasp.2019.07.019
中文关键词:  微型离心压气机  热效应  微尺度气动热力学  流热耦合  非绝热压气机
英文关键词:micro centrifugal compressor  heat transfer effect  micro thermodynamics  thermally coupled flow  non-adiabatic compressor
基金项目:国防基础科研项目(B2120132006)
作者单位
李志平 北京航空航天大学 能源与动力工程学院 航空发动机气动热力国家级重点实验室,北京 100191
先进航空发动机协同创新中心,北京 100191 
孟博 北京航空航天大学 能源与动力工程学院 航空发动机气动热力国家级重点实验室,北京 100191
先进航空发动机协同创新中心,北京 100191 
景晓东 北京航空航天大学 能源与动力工程学院 航空发动机气动热力国家级重点实验室,北京 100191
先进航空发动机协同创新中心,北京 100191 
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中文摘要:
      基于微型离心叶轮非绝热边界假设,通过对其内部实际换热过程的详细分析,合理将叶盘、叶片换热等效为环肋、直肋换热,重构了微型离心叶轮的换热过程;根据导热微分方程和肋片散热方程,对叶轮内部热传导及对流换热过程控制方程进行了适应性修正;采用全三维数值模拟与模型预估结果进行对比,结果表明:较之零维热网络模型,该模型能够将预估精度至少提高4%;原有只在三维仿真阶段考虑热边界影响的非绝热压气机设计方法相比,结合了该模型的设计方法,可将各自最佳效率点压比和效率分别提高11%和30%,同时,设计周期降为原有方法的14.3%。
英文摘要:
      For non-adiabatic boundary condition of micro-centrifugal-impeller,after heat transfer process was analyzed in the micro-centrifugal-impeller,the disk and blade were treated as annular and straight fins respectively,then a new math model was built to describe the phenomenon in it;the model was modified for actual situation based on differential equations of heat conduction and thermal equation of fins;after 3-D numerical simulation validation, the model showed that,at least,4% accuracy improvement was achieved compared with zero-dimension-network-model;compared with old design philosophy, which only assessed heat addition effect by numerical simulation,the new one,with the help of our model,can improve 30% efficiency and 11% total pressure radio, and cut the design cycle down to 14.3%.
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