航空发动机液压管路静压力损失分析及试验验证

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1、第42卷第3期2016年6月航空发动机AeroengineV01．42No．3Jun．2016航空发动机液压管路静压力损失分析及试验验证陆浩，周毅博(中航工业航空动力控制系统研究所，江苏无锡214063)摘要：液压机械装置(HMU)燃油管路的设计是否合理将直接影响到油液静压力的传递损失和各液压元件的工作特性。为了研究燃油管路内部流动损失机理，验证相关计算方法的置信度，针对典型管路静压力损失，采用锐边节流公式和短管节流公式进行了理论计算，并进行了CFD仿真分析，对计算结果进行了试验验证。计算与试验结果对比分析表明：液流的静压力损失主要出现在进口环腔与管路的交界处，管路下游液流的静

2、压力与出口环腔内一致；锐边节流公式的计算结果相对偏大，而短管节流公式的计算结果更接近于试验值。关键词：液压机械装置；燃油管路；压力损失；数值模拟；试验中图分类号：V233．2文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．03．017InvestigationandExperimentalValidationonStaticPressureLossofAeroengineHydraulicPipeLUHao．ZHOUYi—bo(AVICAviationMotorControlSystemInstitute，WuxiJiangsu214063

3、，China)Abstract：DesignoffuelpipehavedirecteffectonthetransmissionlossofstaticpressureandtheperformanceofhydrauliccomponentsforaemengineHydro—MechanicalUnit(HMU)．Inordertoinvestigatethepressurelossmechanismandvalidatetheconfidencecoefficientofrelativenumericalmethods，thestaticpressurelossofat

4、ypicalfuelpipewascalculatedwiththesharpedgethrottleformula,thestubpipe．throttleformulaandCFDnumericalsimulation．Finally，experimentswereconductedtoverifythecalculationresults．Resultsindicatethatthestaticpressurelossmainlyexitsatthejunctionbetweeninletcavityandpipe，anddownstreamofthepipehasthe

5、samestaticpressurewiththeoutletcavity．Theshapeedgethrottleformulapredictsahigherstaticpressurelosswhiletheresultsofstubpipethrottleformulahaveabetteragreementwiththeexperimentresults．Keywords：HMU；fuelpipe；pressureloss；numericalsimulation；experiment0引言航空发动机控制系统液压机械装置壳体是各零、部件安装和集成的平台，能实现各零、部件的

6、液压联系、协同工作，并形成整体，一同安装于发动机机匣上f】】。各零、部件之间通过燃油管路相互串联，形成液压控制网络，实现整套系统的运转[21。管径的大小一般需要根据每条管路的燃油流量需求单独计算确定，以保证整体的静压力损失满足相关设计指标【3】。油路损失的预测方法一般包括理论计算悯、数值模拟[6-·01和试验研究⋯2】3种。理论计算通常用相应的经验公式来描述一些典型的损失类型，只能近似地估算出管路进、出口的平均静压差，其优势在于使用简单，在实际工程设计中应用较为普遍；数值模拟具有研究范围广、能直观地反映出油路流动损失机理等优点，随着计算机技术和计算流体力学(CFD)的高速发展，

7、其置信度也得到了广泛认可，在国外已被用来取代一些基础的试验研究陋151；试验研究最具说服力，一般用来校验其他研究手段的置信度，其缺点是研究周期长，成本高，同时受到试验条件及测量技术的限制，研究范围有限。随着3D打印等先进制造工艺的高速发展，传统的设计枷锁被打开，多样化的复杂结构设计已成为可能。因此，针对典型燃油管路开展损失机理分析，验证收稿日期：2015一ll—15作者简介：陆浩(1989)，男，主要从事航空发动机液压机械装置总体结构设计及优化工作；E—mail：824768826@qq．c