刘荫泽，张声宝，董 威,，刘振宇，于 霄

（1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2.中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

航空发动机1次表面换热器流动换热性能分析

刘荫泽1，张声宝1，董 威1,2，刘振宇1，于 霄2

（1.上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2.中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

为了研究航空发动机1次表面换热器流动换热性能，基于传热单元数法并结合其结构特性，建立了换热器热力学设计方法并对经典热力学公式进行了对比分析。同时针对适用于航空发动机的4种不同结构形式1次表面换热器（直通道逆流型和15°，30°及45°叉流型），在真实工况下的流动换热特性开展了数值模拟研究。通过对比不同结构换热器在不同工况下的流动换热特点，可以为一次表面换热器芯体核心部件的优化设计提供设计依据和方法。基于数值计算结果，对比分析了不同交错角度θ对换热器的换热性能与流动特性的影响。结果表明：对于直通道逆流换热器，整个换热器内部温度有规律均匀分布；对于叉流换热器，由于波纹板片呈一定角度交替放置，内部流动复杂，局部存在明显的涡流强化换热，气体流动通道内的速度、温度分布极不均匀。随着交错角度的不断增大，叉流换热器的换热性能不断增强，但其冷热两侧压降也大幅增大。

1次表面换热器；流动换热；数值模拟；逆流；叉流；航空发动机

0 引言

在航空发动机热管理的空空换热器的设计中，由于换热器两侧流体都为气体，气体的表面换热系数较小，因而为满足航空发动机空空换热器的换热性能要求，就可能使得换热器的体积很大。……