● 摘要
本文从研究航空发动机火焰筒的冷却角度出发，综合分析了目前现有的复合冷却结构，提出折返式迷宫复合冷却结构的新思想，并针对该结构进行了局部设计研究。通过对气膜孔孔型的改进，提出新型的气膜孔型——缩扩孔，数值研究发现，该孔型的收缩进气可以强化孔内的对流换热；而扩张出气则可以降低冷气出口速度，有利于提高气膜的覆盖效果，使之在孔内换热和气膜覆盖的综合效果上要强于传统的圆形孔。针对研究内部流道流动中，提出了鱼鳞型凹坑的设计思想，通过研究其换热和阻力特性，发现带有反向鱼鳞型凹坑的平板的换热特性明显要高于传统平板；在较高的来流速度下，带有反向鱼鳞型凹坑的平板的摩擦阻力将会低于传统平板的摩擦阻力。将上述两种局部结构应用于折返式迷宫复合冷却结构中，初步的数值研究结果表明，该冷却结构的整体冷却效果明显优于多斜孔板的冷却效果，并且这两种结构在其中均起到相应作用。折返式迷宫复合冷却结构是一种新型的冷却方式，目前的研究仅是起步阶段，许多参数仍需要今后大量的模拟计算和实验研究来优化论证。