FLUENT旋转爆震发动机冷却系统仿真设计(3)
图2.2 环形燃烧室三文模型正面示意图 图2.3环形燃烧室三文模型侧面示意图
在此之后，本可以的各项工作包括旋转爆震发动机冷却系统的设计、网格划分、数值模拟分析计算都是基于此模型展开的。
2.2 旋转爆震发动机冷却方案设计
正如我们所知，旋转爆震发动机的燃烧室内存在高温、高压、高速传播的爆震波，工作环境十分恶劣，导致旋转爆震发动机不能长时间工作，这是旋转爆震发动机研究工作中所面临的一个重大问题。旋转爆震发动机在工作时，会导致燃烧室壁面温度急剧升高、从而导致传感器温度升高甚至是损坏传感器。基于以上几种亟需解决的问题，对旋转爆震发动机进行冷却系统的设计是一项志在必行的工作，对延长发动机工作时间和寿命具有重要意义。
因此，本文在前面提及的旋转爆震发动机的模型上设计了三种不同的冷却方案，为了方便后面的工作，将旋转爆震发动机的结构模型进行了简化。下面将对三种不同的冷却方案进行分别介绍：
① 冷却方案一
在方案一中，在旋转爆震发动机燃烧室内、外壁中通过SolidWorks中旋转切除命令形成一个环形冷却仓，其截面为36mm×2mm的矩形，并在内外燃烧室壁面上设置了一个2mm×2mm的通道作为冷却水的出入口。该方案，基于最原始的思想进行设计。由于冷却面积是影响冷却效果的重要因素，因此该方案的设计便是尽可能扩大其冷却腔体积，使其与燃烧室壁具有更大的接触面积，从而获得更好的冷却效果。结构如下图2.4和图2.5。
图2.4 方案一整体示意图 图2.5 方案一截面图
② 冷却方案二
方案二采取在燃烧室内、外壁上打孔的方式作为水的流通通道。在燃烧室外壁上，布置了直径为2mm的圆孔，数量为70个，间隔角度为5.14度，其圆孔圆心距离轴线中心43mm，周向均匀分布。而在内燃烧室壁上，布置了同样直径为2mm的圆孔，数量为50个，间隔角度为7.2度，其圆孔圆心距离轴线中心32mm，周向均匀分布。把一端统一作为冷却水的入口，另一端作为冷却水的出口。该方案的设计灵感来源于暖气片的结构，通过在增加冷却腔数量，减少每个冷却腔的大小，并且设置多个进出口，是为了获得更加均衡的冷却效果。