[發明專利]一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構

有效

• 申請號: 201811468171.1
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109737787B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 劉存良;劉鋒;蘇云亮;張靈俊;王欽欽
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明提出一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空?空換熱器結構，在換熱器熱流通道內布置展向的三角形肋片，三角形肋片在熱流通道內交錯排列，所有三角形肋片外表面構成了折線形熱流外部通道，熱流外部通道與換熱器冷流通道采用交叉流式換熱；三角形肋片采用一定厚度的肋片，其內部中空，所有三角形肋片的中空內部通道串聯形成熱流內部通道，熱流內部通道呈N字形排列，與換熱器冷流通道內流體依次進行順流和逆流換熱，熱流內部通道與熱流外部通道通過隔板隔開，隔板布置在熱流通道兩側，其中一個隔板的一側為熱流內部通道入口，另一個隔板側面為封閉面。本發明有效提升了換熱效果，換熱器的重量也大為減輕。

技術領域

本發明涉及航空發動機換熱器技術領域，具體是一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構，通過布置在換熱通道內部的上下交錯三角形肋片，用以改變流體方向，對一次換熱表面提供沖擊換熱效果。

背景技術

航空發動機換熱器冷、熱流分別來自于外涵道低溫氣體和高壓壓氣機引氣，高溫高壓的熱氣通過一個扁平的通道，與冷氣進行換熱，冷氣通道為一個矩形的通道，熱氣通道與冷氣通道呈十字形交叉，并且熱氣通道反復穿梭在冷氣通道中。通常在冷、熱氣通道內會布置有平行的平直肋片強化換熱，但這會增加換熱器重量。航空發動機換熱器不同于常規換熱器，其要求質量輕，換熱量大，壓降小，因此需要新型結構滿足航空發動機換熱器的要求。

為了在不影響換熱的情況下減輕換熱器重量，本發明提出一種布置在換熱通道內部的上下交錯三角形肋片，用以提高換熱強度、減輕換熱器重量。CN105571358A公布了一種一次表面換熱器，其流道設置為蜂窩結構，通道內布置有擾流結構。劉蔭澤在航空發動機上發表了一篇名為《航空發動機1次表面換熱器流動換熱性能分析》的論文，文中提出了4種不同結構形式1次表面換熱器，但本發明涉及的利用蜿蜒通道對一次換熱表面進行沖擊換熱的結構，目前尚未見有論文和專利發表。

發明內容

為避免現有的管翅式換熱器重量大，換熱不足的局限性，本發明提出一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構，通過布置在換熱通道內部的上下交錯三角形肋片，以改變流體方向，對一次換熱表面提供沖擊換熱效果。

本發明的技術方案為：

所述一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構，其特征在于：在換熱器熱流通道內布置展向的三角形肋片，三角形肋片在熱流通道內交錯排列，所有三角形肋片外表面構成了折線形熱流外部通道，熱流外部通道與換熱器冷流通道采用交叉流式換熱；

所述三角形肋片采用一定厚度的肋片，其內部中空，所有三角形肋片的中空內部通道串聯形成熱流內部通道，熱流內部通道呈N字形排列，與換熱器冷流通道內流體依次進行順流和逆流換熱，

熱流內部通道與熱流外部通道通過隔板隔開，隔板布置在熱流通道兩側，其中一個隔板的一側為熱流內部通道入口，另一個隔板側面為封閉面。

進一步的優選方案，所述一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構，其特征在于：所述三角形肋片在熱流內部通道流向上的截面為等腰三角形。

進一步的優選方案，所述一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構，其特征在于：三角形肋片頂角有倒圓，起到導流作用，減小局部損失。

進一步的優選方案，所述一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構，其特征在于：換熱器冷流通道內布置有間斷叉排肋片，冷流通道內的每個肋片根部與熱流通道壁面形成圓倒角。

進一步的優選方案，所述一種用于航空發動機的蜿蜒通道交叉流空-空換熱器結構，其特征在于：換熱器冷流通道內肋片厚度d相同，相鄰肋片間距D相同，叉排肋片在展向的相鄰投影的距離為D/2。