预旋结构对空间布雷顿循环涡轮盘表面换热特性的影响

针对涡轮盘表面温度高、空间温度梯度大的特点，提出了一种预旋转涡轮盘冷却结构。采用数值模拟方法，对比分析了带预旋冷却结构和不带预旋冷却结构的涡轮盘表面传热特性，研究了旋转雷诺数对传热效果的影响。计算结果表明，与非预旋结构相比，预旋结构能有效提高氦氙冷却气流和涡轮盘的温度，降低最大表面温度和温度，最大温降可达63.1K。随着旋转雷诺数的增加，涡轮盘表面的最高温度降低，轮盘表面的平均传热系数增大。预旋结构表面的平均传热系数比未预旋结构表面高13.4%。