[發(fā)明專利]一種基于CCA技術(shù)的發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211347090.2 | 申請日： | 2022-10-31 |
| 公開（公告）號： | CN115559815A | 公開（公告）日： | 2023-01-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 林鵬;曾宏剛;趙霄;張博;楊竹強;蘇杭 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國航空研究院;大連理工大學寧波研究院;大連理工大學 |
| 主分類號： | F02C7/143 | 分類號： | F02C7/143;F02C7/18 |
| 代理公司： | 浙江維創(chuàng)盈嘉專利代理有限公司 33477 | 代理人： | 劉亞竹 |
| 地址： | 100029 北京市*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 cca 技術(shù) 發(fā)動機 再壓縮 冷卻系統(tǒng) | ||
本發(fā)明提供了一種基于CCA技術(shù)的發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)，包括：引氣冷卻與再壓縮流路，其包括換熱器和再壓縮壓氣機；將來自高壓壓氣機的引氣分成第一部分引氣和第二部分引氣，其中第一部分引氣進入所述引氣冷卻與再壓縮流路中，在所述引氣冷卻與再壓縮流路中進行降溫和再壓縮處理后與高壓壓氣機排出的第二部分引氣經(jīng)引射器混合并排出，之后將引氣用于冷卻高溫熱端部件，本發(fā)明所述的基于CCA技術(shù)的發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)不但能夠使高壓壓氣機引氣溫度大幅降低，同時能夠補償與提高引氣總壓損失，提高冷卻引氣品質(zhì)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及航空發(fā)動機冷卻技術(shù)領(lǐng)域，別涉及一種基于CCA技術(shù)的發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)
提高推力和熱效率始終是航空發(fā)動機設(shè)計者所追求的目標，根據(jù)熱力循環(huán)基本原理可知，提高增壓比和渦輪前溫度是提高推力和熱效率的關(guān)鍵技術(shù)途徑。但隨著航空發(fā)動機的增壓比和最高渦輪前溫度不斷提高，航空發(fā)動機的熱防護問題面臨極大挑戰(zhàn)：一方面渦輪前溫度的提高使得熱端部件的冷卻需求加重，另一方面總壓比的提高造成冷卻空氣溫度升高，渦輪可用冷氣冷卻品質(zhì)進一步降低，兩者共同作用使得熱端部件的工作環(huán)境更加惡劣，僅依靠材料耐溫水平和冷卻技術(shù)的發(fā)展已無法滿足如此苛刻的熱防護需求。在這種背景下，可大幅度提升冷卻空氣冷卻品質(zhì)并實現(xiàn)發(fā)動機能量綜合利用的冷卻冷卻空氣(CCA) 技術(shù)成為了解決上述問題的關(guān)鍵途徑之一，得到了學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。
CCA技術(shù)，全稱為cooled cooling air，也稱冷卻冷卻空氣技術(shù)，通常CCA技術(shù)使用的熱沉包括發(fā)動機外涵空氣、航空煤油及沖壓空氣等，通過上述低溫工質(zhì)從高壓壓氣機(high pressure compressor，HPC)出口引氣提取熱量，從而提高冷卻空氣的冷卻品質(zhì)，降低冷卻引氣流量和渦輪材料溫度，提高發(fā)動機性能和壽命。
目前，國內(nèi)外學者開展了大量關(guān)于CCA技術(shù)可行性和CCA外涵換熱器設(shè)計及優(yōu)化技術(shù)研究：比如考慮空氣-空氣和燃油-空氣熱交換器來冷卻壓氣機引氣。雖然采用CCA技術(shù)能夠大幅降低引氣溫度提高冷卻引氣品質(zhì)，然而引氣經(jīng)換熱器后會造成壓力損失，但渦輪葉片冷卻空氣必須有足夠的壓力裕度，才能通過葉片冷卻孔進入主流燃氣，尤其對渦輪靜子葉片冷卻而言，引氣必須克服流經(jīng)熱交換器的壓力損失。一般地，經(jīng)過空空換熱器后引氣壓力損失通常為5％～20％。目前，有人考慮增加ACM系統(tǒng)(由離心壓縮機和徑向渦輪組成)來提高HPC引氣壓力，也有人從改變二次空氣系統(tǒng)的流動路徑，將引氣引入換熱器的概念設(shè)計開始，重點評估實際飛行條件對冷卻空氣(CCA)系統(tǒng)的影響，并對CCA換熱器在應力溫升作用下進行了瞬態(tài)分析。但迄今為止，尚未找到理想的既能夠使高壓壓氣機引氣大幅降低溫度，同時能夠改善引氣總壓損失的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計出一種基于CCA技術(shù)的發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)，以在降低高壓壓氣機引氣溫度的同時，改善引氣總壓損失的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種基于CCA技術(shù)的發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)，
一種基于CCA技術(shù)的發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)，包括：
引氣冷卻與再壓縮流路，其包括換熱器和再壓縮壓氣機；
來自高壓壓氣機的引氣被分成第一部分引氣和第二部分引氣，其中第一部分引氣進入所述引氣冷卻與再壓縮流路中，在所述引氣冷卻與再壓縮流路中進行降溫和再壓縮處理后與高壓壓氣機排出的第二部分引氣經(jīng)引射器混合并排出，之后將形成的引氣用于冷卻高溫熱端部件。
進一步的，所述發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)還包括：
引氣直排流路，其與所述引氣冷卻與再壓縮流路并聯(lián)，來自高壓壓氣機的第二部分引氣進入所述引氣直排流路中，流經(jīng)所述引氣直排流路后與所述引氣冷卻與再壓縮流路排出的第一部分引氣經(jīng)引射器混合后排出。
進一步的，所述發(fā)動機引氣再壓縮冷卻系統(tǒng)還包括：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中國航空研究院;大連理工大學寧波研究院;大連理工大學，未經(jīng)中國航空研究院;大連理工大學寧波研究院;大連理工大學許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/202211347090.2/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
