(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211112065.6 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 初晓政　李鑫　于明跃　丁一明　 周建军　程健　宁博　李利维　 闫建坤　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 刘传准 (51)Int.Cl. G06F 30/28(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种基于主流压力梯度的机匣换热计算方 法 (57)摘要 本申请属于航空发动机薄壁机匣内侧腔结 构， 特别涉及一种基于主流压力梯度的机匣换热 计算方法， 所述方法包括： 获取所述内侧腔换热 系数与所述主流进出口压力差的关系式， 所述关 系式含有未知系数； 通过试验获取多个所述主流 进出口压力差以及其对应的内侧腔换热系数， 并 解算所述未知系数， 得到不含未知数的所述关系 式； 基于所述关系式， 计算内侧腔温度； 本申请充 分考虑了机匣内侧腔气体流动情况， 又体现出不 同压力梯度对流动 及换热产生的不同影 响； 计算 出内侧腔主流进出口压差与内侧腔的换热系数， 能够根据不同的主流进出口压差计算出不同的 内侧腔的换 热系数。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 115470725 A 2022.12.13 CN 115470725 A 1.一种基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 所述机匣与转子外环底板之间形成内 侧腔， 转子 外环底板外有主流通过， 内侧腔有次流 通过， 其特 征在于， 包括： 获取所述内侧腔换热系数与 所述主流进出口压力 差的关系式， 所述关系式含有未知系 数； 通过试验获取多个所述主流进出口压力 差以及其对应的内侧腔换热系数， 并解算所述 未知系数， 得到不含未知数的所述关系式； 基于所述关系式， 计算内侧腔温度。 2.如权利要求1所述的基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 其特征在于， 所述关系 式为： h＝a0+a1×ΔP； a0为未知系数， a1为未知系数， ΔP为主流进出口压力差； h为换 热系数。 3.如权利要求2所述的基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 其特征在于， 所述关系 式的获取 方法为： 根据气体的伯努利方程， 获取内侧腔内进出口压力 差与内侧腔进口出口速度之间的第 一关系式； 基于第一关系式获取内侧腔流体平均速度与换 热系数的第二关系式； 基于第二关系式获取 换热系数与内侧腔进出口压力差的第三关系式； 将第三关系式中内侧腔进出口压力 差通过流阻特性关系替换成主流压力 差， 得到主流 压力差与换 热系数的第四关系式； 将第四关系式泰勒展开， 拟合获得 所述关系式。 4.如权利要求3所述的基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 其特征在于， 当所述内 侧腔的进口与出 口之间的距离小于预设长度时， 内侧腔进口与出 口的速度之差取常数； 第 四关系式的泰勒展开式的大于预设阶次幂的项均取0 。 5.如权利要求1所述的基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 其特征在于， 不同状态 下的换热系数计算方法为； 通过已知状态下的主流进出口压力差换算待计算状态下的主流进出口压力差； 将待计算状态下的主流进出口压力差代入所述关系式计算待计算状态下的换 热系数。 6.如权利要求5所述的基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 其特征在于， 待计算状 态下的主流进出口压力差是通过已知状态与待计算状态的转速比换算得到 。 7.如权利要求4所述的基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 其特征在于， 所述预设 阶次幂项取二阶次幂项。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115470725 A 2一种基于主流压力梯度的机匣换热计算方 法 技术领域 [0001]本申请属于航空发动机薄壁机匣内侧腔结构， 特别涉及 一种基于主流压力梯度的 机匣换热计算方法。 背景技术 [0002]航空发动机机匣多为大直径薄壁件， 刚性差， 温度又高， 机匣组件的热变形对机匣 与转子之 间的间隙、 振动有着重要的影响， 为准确评估机匣组件温度分布情况， 提高机匣可 靠性， 需进一 步完善机匣温度仿真计算方法。 [0003]现有的机匣温度计算方法中， 基本将机匣内侧小腔等流动较微弱的位置按绝热处 理。 [0004]机匣温度计算中， 将流动较微弱的内侧腔位置按绝热处理， 缺乏理论依据， 且与试 验测试数据存在一定的偏差 。 发明内容 [0005]为了解决上述问题， 本申请提供了一种基于主流压力梯度的机匣换热计算方法， 所述机匣与转子外环底板之间形成内侧腔， 转子外环底板外有主流通过， 内侧腔有次流通 过， 包括： [0006]获取所述内侧腔 换热系数与所述主流进出口压力差的关系式， 所述关系式含有未 知系数； [0007]通过试验获取多个所述主流进出口压力差以及其对应的内侧腔换热系数， 并解算 所述未知系数， 得到不含未知数的所述关系式； [0008]基于所述关系式， 计算内侧腔温度。 [0009]优选的是， 所述关系式为： [0010]h＝a0+a1×ΔP； [0011]a0为未知系数， a1为未知系数， ΔP为主流进出口压力差； h为换 热系数。 [0012]优选的是， 所述关系式的获取 方法为： [0013]根据气体的伯努利方程， 获取内侧腔内进出口压力差与内侧腔进口出口速度之间 的第一关系式； [0014]基于第一关系式获取内侧腔流体平均速度与换 热系数的第二关系式； [0015]基于第二关系式获取 换热系数与内侧腔进出口压力差的第三关系式； [0016]将第三关系式中内侧腔进出口压力差通过流阻特性关系替换成主流压力差， 得到 主流压力差与换 热系数的第四关系式； [0017]将第四关系式泰勒展开， 拟合获得 所述关系式。 [0018]优选的是， 当所述内侧腔的进口与出口之间的距离小于预设长度时， 内侧腔进口 与出口的速度之差取常数； 第四关系式的泰勒展开式的大于预设阶次幂的项均取0 。 [0019]优选的是， 不同状态下的换 热系数计算方法为；说　明　书 1/5 页 3 CN 115470725 A 3