[发明专利]一种管壳式燃滑油散热器热性能模型修正方法

说明书

本申请提供了一种管壳式燃滑油散热器热性能模型修正方法，所述方法包括：获取管壳式燃滑油散热器的试验结果，基于所述试验结果确定努塞尔数Nu_t、雷诺数Re_t和普朗特数Pr_t；根据努塞尔数Nu_t、雷诺数Re_t和普朗特数Pr_t进行多元非线性回归，获得关于努塞尔数Nu_t、雷诺数Re_t和普朗特数Pr_t的管侧无量纲关系式；将所述无量纲关系式带入原管侧燃油对流换热表面传热系数公式中，替代原管侧燃油对流换热Nu_t计算公式，从而实现对初始理论计算模型的修正。本申请所提供的管壳式燃滑油散热器热性能模型修正方法基于试验数据对初始热性能计算模型进行修正，具有便捷的可操作性，模型修正过程简单，修正后的热性能计算准确。

技术领域

本申请属于散热器热性能计算技术领域，特别涉及一种管壳式燃滑油散热器热性能模型修正方法。

背景技术

管壳式航空发动机燃-滑油散热器一种用于为滑油系统提供冷却或用于为燃油提供加温需求的结构，因其简单可靠，可以在足够小的外廓尺寸和重量条件下为燃油和滑油提供很大的换热面积，同时保证散热器内高压流体的工作安全性，另一方面，流过散热器的燃油温度升高，提高了燃油在燃烧室中的雾化效果，一定程度上提高了发动机效率。所以，能承受高压、结构紧凑和换热面积大的管壳式散热器成为目前航空涡轮和涡扇发动机燃–滑油散热器的首选构造形式。

燃滑油散热器换热特性的初步估算是滑油系统热分析及循环量设计的关键环节，换热性能决定了滑油系统在包线范围内的热负荷耐受能力。因此，掌握管壳式燃滑油散热器的换热特性对于滑油系统设计尤为重要。

目前，对航空燃–滑油散热器热性能计算一般采用常规管壳式散热器的某些理论分析结论和试验关联式等方法。

但采用常规管壳式散热器的分析方法中，由于航空发动机燃-滑油散热器的结构变得更加紧凑，换热工质、雷诺数以及运行工况与一般典型管壳式散热器不同，参见图1所示的管壳式燃-滑油散热器芯体结构，滑油从滑油入口11流入、自滑油出口12流出，燃油自燃油入了13流入、自燃油出口13流出，在换热器内部完成换热，但当燃-滑散热器的传热管非常细(外径仅约为2～3mm)，且数目多达几百根，同时表面分布扰流坑时，典型管壳式散热器的某些理论分析结论和试验关联式等方法对这种更加紧凑的航空燃-滑油散热器则不再适用。这种方法不仅影响了航空滑油系统性能预测的准确性，同时也影响了发动机系统热分析的正确性。

此外，试验关联式方法中需要搭建散热器试验器，通过试验方法获得散热器热性能特性，但是试验方法往往成本较高，时间较长，且如果对燃滑油散热器结构进行了改进，则又需要再开展一次试验，产生增加成本等问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种管壳式燃滑油散热器热性能模型修正方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

首先，本申请提供了一种管壳式燃滑油散热器热性能模型修正方法，所述方法包括：

获取管壳式燃滑油散热器的试验结果，基于所述试验结果确定努塞尔数Nu_t、雷诺数Re_t和普朗特数Pr_t；

根据努塞尔数Nu_t、雷诺数Re_t和普朗特数Pr_t进行多元非线性回归，获得关于努塞尔数Nu_t、雷诺数Re_t和普朗特数Pr_t的管侧无量纲关系式；

将所述无量纲关系式带入原管侧燃油对流换热表面传热系数公式中，替代原管侧燃油对流换热Nu_t计算公式，从而实现对初始理论计算模型的修正。