题目：贫油驻涡燃烧室冷却方案研究

随着现代航空发动机的发展，火焰筒燃气温度不断提高，燃烧用的空气比例也越来越大，而用于冷却的空气量越来越少，因此研究高效的冷却方式尤为重要。驻涡燃烧室从燃气供给、火焰稳定和结构形式上相对传统燃烧室结构特殊，因此冷却方面的研究也要不同于传统燃烧室。本文研究的主要内容是凹腔中不同冷却方式的冷却效率并从中选择效率较高的一种冷却方式。研究的主要方法包括实验和数值模拟两种。实验采用冷却气单独供气，高温气由主流火焰筒加温器提供。本文设计了6种凹腔冷却试验件。其中发散冷却、冲击冷却、气膜冷却各两个试验件。在保证各个试验件冷却开孔面积不变的前提下，针对不同试验件，分别在不同的主流状态和冷却气量下进行试验，获得了它们的压力分布和冷却效率等的变化规律。然后对同样冷气流量下几种冷却方式进行横向比较，比较他们冷却效率的优劣，结果发现发散冷却有着较好的冷却效率。数值模拟部分对各个试验件在试验状态下的实际情况进行了模拟分析，得出了各个试验件内部的流场特性，并且通过流固耦合传热计算的方法对壁面的温度分布特性进行了分析计算，得到的数值模拟结果与实验结果吻合良好。 结论表明，在凹腔内部发散冷却相对于其它两种冷却方式有着较好的冷却效率，而气膜冷却的效率最低。但小冷却气量下，气膜冷却效率相对较高。