吹气式旋转帽罩防冰特性

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1、第48卷第3期2016年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsV01．48No．3Jun．2016DOI：10．16356／j．1005—2615．2016．03．010吹气式旋转帽罩防冰特性高艳欣周建军李云单陆海鹰(中航工业沈阳发动机研究所，沈阳，110015)摘要：为研究吹气式旋转帽罩防冰特性，采用三维模拟技术对其进行数值分析，从流场、水撞击和积冰特性3个方面分析了吹气式旋转帽罩的防冰机理和效果，并利用防冰试验

2、器开展了试验研究，从帽罩表面积冰厚度和范围两方面分析防冰情况，验证了在结冰环境下吹气式旋转帽罩的防冰效果。结果表明。吹气式旋转帽罩防冰结构具有良好的防冰效果。关键词：旋转帽罩；吹气式防冰；数值模拟；试验验证；防冰效果中图分类号：V233．94文献标志码：A文章编号：1005—2615(2016)03—0359—007Anti—icingPropertiesofBlowingRotatingSpinnerGaoYanxin，ZhouJianj“7z，LiYundan，L“Haiying(AVICSheny

3、angEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang，110015，China)Abstract：Inordertoobtainthepropertiesofanti-icingontheblowingrotatingspinner，thispaperanaly—zestheanti—icingprinciplesandeffectsoftheblowingrotatingspinnerinthreeaspectsofairflow，im—pactionofwater

4、dropletsandicingproperties，usingthree—dimensionalnumericalsimulationtechnology．Meanwhile，theexperimentalresearchiscarriedoutusingicingwindtunnel．Theanti—icingconditionsareanalyzedfrombothoftheicingthicknessandrangeonthespinnersurface，andtheanti—icingeffe

5、ctsoftheblowingrotatingspinnerarevalidatedintheicingenvironment．Aboveanalysisshowsthatthean—ti—icingstructureoftheblowingrotatingspinnerhasanexcellenteffectonanti—icing．Keywords：rotatingspinner；blowing—airanti—icing；numericalsimulation；experimentalvalida

6、tion；effectsofanti—icing航空发动机的结冰主要是由低温大气云层中存在的过冷水微滴、冰晶以及冻雨和降雪等气候条件引起的发动机进口部件结冰n]。积冰会对发动机的性能和工作稳定性产生极大的危害，因此，必须针对发动机进口部件进行防冰设计。整流帽罩是实现发动机进口部件气动布局的主要结构，有两种形式，分别为静止帽罩和旋转帽罩。大涵道比发动机进IZl更多地采用了旋转帽罩。旋转帽罩主要采用结构防冰和吹气式两种防冰形式。结构防冰的工作原理是在遭遇结冰条件时，通过帽罩自身旋转产生的离心力以及发动机本身

7、振动产生的力，可以使帽罩表面的积冰脱落，达到防冰目的，这种防冰形式已在CFM56系列、PW2000等大涵道比发动机上得到应用。吹气式防冰的工作原理是将压气机引气通入旋转帽罩，并从帽罩表面吹气孔吹出，防止过冷水在帽罩表面沉积，从而达到防冰目的。对于吹气式防冰，由于其设计难度大，应用经验少，技术并不成熟，因此，有必要对其收稿日期：2016—02—25；修订日期：2016—04—15通信作者：高艳欣，女，工程师，E—mail：gaoyanxin0311@163．corn。引用格式：高艳欣，周建军，李云单，等．

8、吹气式旋转帽罩防冰特性[J]．南京航空航天大学学报，2016，48(3)：359—365．GaoYanxin，ZhouJianjun，LiYundan，eta1．Anti-icingpropertiesofblowingrotatingspinner[J]．JournalofNanjingU—niversityofAeronautics&Astronautics，2016，48(3)：359—365．360南京航空航天大学学报第48卷开展深