热气防冰系统中短小销钉强化传热数值模拟

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1、2013年8月北京航空航天大学学报August2013g39卷第8期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．8热气防冰系统中短小销钉强化传热数值模拟卜雪琴陈雨晨林贵平彭珑(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：热气防冰是目前飞机常用的防冰技术之一，为了提高热气防冰系统的防冰效率，提出使用短小销钉绕流强化传热的方式．利用计算流体力学(CFD，ComputationalFluidDynamics)的方法研究了不同结构阵列销钉绕流对双蒙皮防冰通道的强化传热效果和流动阻力的影响，

2、主要包括：销钉高径比、销钉阵列型式以及槽道高度．研究结果表明：加入销钉特别是叉排销钉能够强化传热，但也会引起流动阻力的增大；槽道高度小于1mm时，传热效果的提高不明显，无需销钉来提高传热．研究结果为热气防冰系统双蒙皮通道的设计提供了一定的理论指导．关键词：热气防冰系统；销钉；强化传热中图分类号：V244．1+5文献标识码：A文章编号：1001．5965(2013)08．1053-05Investigationofheattransferenhancementofshortpinfinsinhotairanti-icingsystemBuXueqinChenYuchenLinGu

3、ipingPengLong(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Hotairiceprotectionisoneoftheaircraftusedanti-icingtechnology．Inordertoincreasetheanti-icingefficiencyofthehotairanti-icingsystem，theuseofshortpinfinswereproposedt

4、oenhancetheheattransfer．Theeffectonheattransferenhancementandflowresistancewithdifferentstructureofthepinfinsindoubleskinantiicingchannelwereinvestigatedbyusingthecomputationalfluiddynamics(CFD)method，mainlyincludingtheratioofthepinheighttodiameter，pinfinsarraytypeandthechannelheight．Researc

5、hresultsshowthattheadditionofthepinsespeciallystaggeredpinfinscouldinducemoreheattransferenhance-mentbutalsogreaterflowresistance．Andwhenthechannelheightwaslessthan1mm，theheattransferin—creasednotobviously，indicatingthatthenarrowdoubleskinanti—icingchanneldonotneedtoaddpinfinstoenhanceheattr

6、ansferperformance．Theresultscanprovidetheoreticalguidancetothedesignofthedoubleskinchannelinthehotairiceprotectionsystem．Keywords：hotairanti-icingsystem；pin-fins；heattransferenhancement当高速飞行下的飞机通过云层的时候，由于过冷水滴的撞击作用，一些重要的空气动力学表面，如机翼、尾翼、发动机进气口等，将会发生结冰现象．飞机上的积冰会产生许多不良影响，如破坏飞机的气动外形，堵塞发动机进气口等，使飞机的

7、气动阻力增加，操纵性、稳定性下降，严重威胁飞机的安全飞行‘1o．由于质量、简易性、加热介质易得性及装置耐久性等方面的优势，利用热气通过机翼空腔来防止表面结冰的方法很早就被提出，即热气防冰系收稿13期：2012-08—31；网络出版时间：2012-11-2611：40网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20121126．1140．035．html基金项目：国家自然科学基金资助项目(51206008)作者简介：h雪琴(1982一)，女，江西萍乡人，