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公开(公告)号：CN114812258A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210371389.5
申请日：2022-04-11
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明一种波纹板冷却装置及应用，属于航空发动机领域；包括冷侧波纹板、热侧波纹板和中空扰流柱，所述冷侧波纹板位于冷气通道一侧，所述热侧波纹板位于高温燃气通道一侧；两层波纹板错位设置，即波峰对应波谷；两层波纹板之间形成截面积周期性变化的葫芦形中间通道；所述冷侧波纹板和热侧波纹板之间设置有若干中空扰流柱，通过中空扰流柱内的中空孔将冷气通道与高温燃气通道连通，且中空扰流柱与冷侧波纹板的波谷、热侧波纹板的波峰连接。本发明采用双层波纹板结合中空扰流柱的冷却结构，充分利用了内部对流冷却和波纹板的各方面优势。
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公开(公告)号：CN112178692A
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN202011159453.0
申请日：2020-10-27
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明一种带L型冲击孔板的纵向波纹冷却结构，属于航空发动机燃烧室的冷却技术领域；包括波纹气膜孔板和L型冲击孔板，所述波纹气膜孔板为圆筒波纹管结构，作为加力燃烧室内壁，其内为主燃气涵道，L型冲击孔板的两端分别焊接于波纹气膜孔板的相邻波谷上；波纹气膜孔板的波纹包括迎风面和背风面，迎风面沿轴向均布2‑3排气膜孔，背风面沿轴向均布3‑4排气膜孔；L型冲击孔板垂直于波纹气膜孔板轴向的一侧板面为扰流柱，高度为H，其平行于波纹气膜孔板轴向的板面上开有多排冲击孔。其结构可在两方面强化换热：冷气涵道的L型冲击孔板上的L型肋扰流增加换热；冷气经冲击孔通过冲击对流换热方式带走波纹气膜板的冷量，冲击换热可以形成高换热区。
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公开(公告)号：CN112178691A
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN202011159378.8
申请日：2020-10-27
Applicant: 西北工业大学
IPC: F23R3/00
Abstract: 本发明一种带气膜孔双曲扰流柱的双层壁冷却结构，属于燃气涡轮发动机领域；包括气膜孔板、冲击孔板以及设置于两板之间的若干带气膜孔双曲扰流柱，形成双层壁冷却结构；冲击孔位于冲击孔板上，其轴向垂直于冲击孔板；气膜孔位于气膜孔板上，其轴向与涵道气流方向成20‑90°倾角；冲击孔和气膜孔沿气流方向呈周期性交错排列；带气膜孔双曲扰流柱为带有双曲扰流柱内气膜孔；使得冷却气流通过双曲扰流柱内气膜孔从冷气涵道一侧通入到燃气涵道一侧。相比传统结构，冷气的贴敷效果更好，沿程冷效大幅度提高。
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公开(公告)号：CN106593541A
公开(公告)日：2017-04-26
申请号：CN201611010126.2
申请日：2016-11-17
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明为一种强化冲击传热装置，包括射流板面、射流孔、靶面。在靶面和射流板面相对的平面上设有凹槽；射流板面上开有射流孔，且射流孔为通孔；射流孔的轴线和凹槽的轴线相互不重合。基于射流通过凹坑下游壁面的加速能够激发涡旋，而强有力的涡旋可以加快对流换热带走壁面热量速率的原理，本发明改变了原有射流的冲击方式，设计了一种射流从侧面冲击凹坑的新型冲击装置。经过多种工况下的数值模拟计算和验证，侧面冲击凹坑在冲击雷诺数Re较大、使用浅凹坑和较大的冲击间距下，能够产生比现有冲击方式更强的换热效果。
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公开(公告)号：CN115898707A
公开(公告)日：2023-04-04
申请号：CN202211227213.9
申请日：2022-10-09
Applicant: 西北工业大学
IPC: F02K9/97
Abstract: 本发明一种折流冷却装置及应用，属于航空发动机领域；包括热侧平板、折流板、外侧盖板、中空扰流柱、折流前板和折流尾板，折流板与外侧盖板之间构成冷气通道，所述热侧平板位于高温燃气通道一侧；热侧平板和折流板之间设置有若干中空扰流柱，形成含中空扰流柱的中间通道；折流前板封装于折流板与外侧盖板的前端，折流尾板封装于热侧平板与外侧盖板的尾端，形成半封闭空间；冷却气进入中间通道形成冷却气流，经过若干中空扰流柱后在折流尾板处折返，形成反向折流通入冷气通道，最后经所述中空扰流柱内的中空孔流入高温燃气通道，在热侧平板内壁形成贴附壁面的冷却气膜。本发明由于冷气的折流，让整个冷却结构温度均匀，减小了内部的热应力。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114542194A
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202210167744.7
申请日：2022-02-23
Applicant: 西北工业大学
IPC: F01D5/18
Abstract: 本发明一种基于圆锥形凸起的冲击气膜换热结构，属于航空发动机涡轮叶片冲击气膜冷却技术领域；包括进气腔、冲击板和冲击靶板，还包括设置于冲击靶板表面上的圆锥形凸起和气膜孔，所述圆锥形凸起与冲击板上的冲击孔同轴对应设置；冷却气体通过冲击孔垂直射向冲击靶板的圆锥形凸起上，并沿圆锥形凸起的侧面继续流向冲击靶板的板面，对冲击靶板进行强化换热后从气膜孔流出。本发明较平板换热而言，圆锥形凸起的冲击换热结构可以破坏冲击驻点以外区域的边界层，提高靶板表面的换热系数，同时圆锥凸起的存在增加了靶板表面的换热面积，从而增强换热效果。
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公开(公告)号：CN112240229A
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN202011128844.6
申请日：2020-10-20
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种用于涡轮动力叶片顶部的高效冷却结构，通过在凹槽叶顶上设置两个带缝肋，其中一个带缝肋位于叶顶前缘附近区域，另一个带肋缝位于叶顶中下游区域；该结构的特点是冷气离开两个带缝肋后能有效贴附在叶顶壁面附近区域，提高其当地的气膜冷却效率。两个带缝肋能够有效改善气膜覆盖均匀性和覆盖面积，避免燃气直接冲刷壁面造成的热腐蚀，同时减小叶顶区域的热应力，延长叶片的使用寿命。两个带缝肋能够打断由于间隙泄漏流在叶顶凹槽内形成的涡流，有效减小了凹槽叶顶内的换热系数，这种现象在叶顶前缘区域最为明显。凹槽叶顶内加入两个带缝肋减小了间隙泄漏流引起的压力损失，提高了涡轮叶片的工作效率。
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公开(公告)号：CN107449308A
公开(公告)日：2017-12-08
申请号：CN201710567824.0
申请日：2017-07-13
Applicant: 西北工业大学
IPC: F28D21/00
CPC classification number: F28D21/00 , F28D2021/0028
Abstract: 本发明公开了一种带有圆弧形曲面凸台的冲击冷却系统，应用射流冲击技术,在冲击靶板上布设圆弧形曲面凸台阵列，在射流板上设有用于流体形成多股射流的射流孔；圆弧形曲面凸台位于射流孔中心下方，通过圆弧形曲面凸台的曲面将来自于射流孔的冲击射流进行均匀分散，并平缓的改变射流的流动方向。冲击冷却系统改善了冲击靶板上气流的流动情况，减小温度梯度，使传热分布更加均匀，减小热应力集中,提高该系统整体的传热能力；通过使冷却气流平缓的改变流向，减小了滞止区动量损失和压力损失，使得冷却气流可以覆盖更大的面积。冲击冷却系统还可应用于纺织品、木材的干燥，金属材料的冷却或加热，航空发动机涡轮叶片的冷却技术领域。
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公开(公告)号：CN114771846A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210371612.6
申请日：2022-04-11
Applicant: 西北工业大学
Abstract: 本发明一种气膜加内部扰流的冷却装置及应用，属于航空发动机领域；包括冷侧平板、热侧平板和中空扰流柱，所述冷侧平板位于冷气通道一侧，所述热侧平板位于高温燃气通道一侧；所述冷侧平板和热侧平板之间设置有若干中空扰流柱，通过中空扰流柱的中空孔将冷气通道与高温燃气通道连通，两层平板之间形成含有中空扰流柱的中间通道。本发明利用了中空孔流阻小，易于出流的特点，可避免燃气发生倒灌，同时，利用了倾斜中空扰流柱内部扰流流阻小，外部气膜贴附好的优点。该结构适用于需要高冷却效率但易发生燃气倒灌的区域，例如高温喷管壁面。经过数值验证，使用该结构，能比现有冲击+气膜双层壁结构具有更好的冷却效果，更小的流动阻力。
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公开(公告)号：CN113374546A
公开(公告)日：2021-09-10
申请号：CN202110715347.4
申请日：2021-06-27
Applicant: 西北工业大学 , 中国航发四川燃气涡轮研究院
IPC: F01D25/12
Abstract: 本发明一种基于圆台加圆柱形凸起的阵列冲击结构，属于发动机涡轮领域；包括进气腔、冲击板和冲击靶板，以及设置于冲击靶板上的阵列圆台加圆柱形凸起和若干气膜孔，所述圆台加圆柱形凸起与冲击板上的冲击孔同轴相对设置；所述若干气膜孔沿流向位于冲击靶板上的阵列圆台加圆柱形凸起的下游；所述圆台加圆柱形凸起包括圆台和圆柱，圆台大端作为底面平行固定于冲击靶板上，圆柱同轴固定于圆台位于上方的小端面上。本发明基于圆台加圆柱形突起的阵列冲击结构，与圆柱凸起靶板冲击冷却相比，能够在一定程度上增加靶面换热，减少流动损失，使靶面上换热较强区域面积增大。
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