工程上的东西,有时候就像是一层窗户纸,捅破了,看上去也就是那么回事,但要是没有人引导,那光是找窗户在哪,就得花上不少时间。
而刘永全至少在很短的时间里,就摸索到了正确的方向。
“思路没错,但可以更进一步。”
常浩南从旁边取来纸笔,在纸上画了个示意图:
“其实冷却孔本身没有必要做大的改动,只要在出口部分,也就是孔的末端连接一个扩张段就可以了,这样压力损失更小,而气膜孔出口处的流速还可以大幅度降低。”
“流速降低就是动量降低,冷却气几乎不会发生吹离作用,壁附效应更好。”
“而且,主流与冷却气之间的相互作用较弱,射流两侧的肾形涡强度较弱,子午面区域会形成与反肾形涡对结构,还能增强了冷却气的横向扩散作用,可以让冷却气膜更加均匀!”
“那……”
刘永全此时只有一种醍醐灌顶的感觉,整个问题的解决办法看上去好像简单到跟1+1差不多:
“那我们只要把圆孔改成这种……这种异形孔就行了?”
“那当然不可能这么简单,我刚刚说的只是基本原理而已。”
常浩南把笔放到一边,摆了摆手回答道:
“异形孔形成的气膜在提高孔下游有效度的同时,也会提高这个部分的传热系数,所以对本身传热系数较低的固壁区域冷却效果比较差。”
“并且,这种别扭的开孔方式必定影响到工件的结构强度,我们造的是航空发动机,对于过载是有要求的,况且高温、高离心力、强气流冲击的环境本身也对结构可靠性是个考验。”
“所以,到底采用什么样的孔型,如何设计气膜孔在工件表面的分布,孔道的角度——不仅是俯仰角,还有横向角度要如何设计,这些都是问题,都要取舍。”
“所以我才要专门订购一台设备,一方面是研究具体的气膜冷却方案,另一方面,也是给下一个大版本迭代的TORCHMultiphysics软件累积一些数据,气热耦合这块,跟单纯的力热耦合还有不小区别,恐怕需要一个新的功能模块才能做好。”
哪怕是常浩南,也不是真的全知全能,他之前也用自家软件试过,但这方面的理论和数据实在太少,模拟出来的结果么……
只能说具备一定的参考价值。
“那常总,我来设计实验方案?”
身后的刘永全已经跃跃欲试。
“其实我已经设计好了……”
常浩南看了一眼不远处崭新的实验设备。
“啊这……”
刘永全有些尴尬地挠了挠已经没有头发的头顶。
而常浩南却又话锋一转:
“不过你也可以先试试,方案做出来之后再和我给你的对一下。”
刘永全眼前一亮,顿时又觉得自己可以了:
“那……关于测试用的涡轮件样品,还是直接拿涡扇9的去做?”
“没错,涡扇9的设计数据,伱手里要是没有的话,可以直接找430厂那边要。”
在常浩南的运作之下,涡扇9如今已经基本成为了涡扇10的技术验证型号。
虽然前者的涡轮前温度再怎么样也不可能达到1200-1250℃的水平,但冷却效果这种东西肯定是不会嫌太高的。
尤其是在无需更换叶片材料的前提下。
当然,也不是白嫖人家430厂。
斯贝MK202实际上只是一台推重比5一级的发动机,除了油耗以外的指标甚至不如很多末代涡喷。
而涡扇9测试过的这些技术,总有一些能用回到量产型号上面,在成本和总体结构基本不变的前提下,性能肯定会提高一些。