摘要：为了提高鱼雷燃烧室的冷却换热性能,文中基于热流固耦合数值计算方法,开展了鱼雷燃烧室内气-液-固三相冷却换热过程数值仿真,得到了燃烧室在2种不同冷却水流道结构下的流场分布情况,并对不同流道结构下的冷却换热性能进行了分析。研究结果表明,随着冷却区域底部流道数量的增加,冷却区域底部湍流强度减弱,局部高温区变小;随着冷却区域出口流道数量的增加,出口处的湍流、漩涡及局部高温区逐渐消失,冷却区域底部由水流对冲而产生的截流现象消失;增加流道数量的方式使换热效率提升,且增加底部流道数量的方式对换热效率的提升效果更明显;通过增加燃烧室流道数量使冷却换热功率提升了约8.5%,壳体的最高温度降低了11 K。文中的研究结果可对鱼雷燃烧室冷却结构的设计及改进提供参考。

摘要：文中针对水下小型特种燃气轮机高温高速来流、涡轮盘高转速的情况下,流体域使用剪切压力传输(SST) k-ω湍流模型,固体域采用共轭传热的方法对轮盘及其流道温度场进行仿真,并将得到的温度场加载到强度分析中,对最恶劣工况下轮盘所受热应力、变形量进行仿真计算。计算结果表明:在采用3喷嘴数时涡轮盘温度达到极值,且反向排气可有效降低涡轮盘表面温度,但其做功能力将被限制。在不采取任何冷却措施的情况下,轮盘最高温度已超出材料最大耐受温度,在轮盘最高温度极值区域有较大的伸长率,且轮盘在高温高转速下最大应力值已超出材料的许用应力。应在涡轮盘温度较高的区域对轮盘采取一定的冷却措施。文中所做研究可为燃气轮机安全设计提供参考。