一种低流阻增强换热推力室身部
本发明公开了一种低流阻增强换热推力室身部，包括：冷却夹套和高温合金外套；高温合金外套安装在冷却夹套外侧；冷却夹套内侧为燃气域，用于为高温燃气流动提供必要空间；冷却夹套由若干条冷却通道构成；其中，各冷却通道的截面均为连续变化的圆形或近圆形截面，且截面形状与截面积均沿轴向连续变化，减少了通道突扩、突缩，减小了局部流阻损失。本发明所述的低流阻增强换热推力室身部，通过改进优化冷却通道结构，减小了流阻损失，在不增加推力室身部重量的情况下增大换热面积，提高了换热能力。
发明专利
CN202211658760.2
2022-12-22
CN116085146A
2023-05-09
F02K9/62(2006.01)
北京航天动力研究所
丁煜朔;谢恒;王娟;王天泰;聂嵩;吴有亮;刘潇;李泳江;赵世红;牛旭东;颜勇;陈旭扬;褚宝鑫
100076 北京市丰台区南大红门路1号(北京9200信箱11分箱)
中国航天科技专利中心
杨春颖
北京;11
1.一种低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，包括：冷却夹套(1)和高温合金外套(2)； 高温合金外套(2)安装在冷却夹套(1)外侧；冷却夹套(1)内侧为燃气域(3)，用于为高温燃气流动提供必要空间； 冷却夹套(1)由若干条冷却通道(4)构成；其中，各冷却通道(4)的截面均为连续变化的圆形或近圆形截面，且截面形状与截面积均沿轴向连续变化，减少了通道突扩、突缩，减小了局部流阻损失。 2.根据权利要求1所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，冷却剂流经冷却通道(4)，带走冷却通道内壁面(5)中的热量，保护冷却通道内壁面(5)温度不超过材料安全使用所允许的温度。 3.根据权利要求1所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，各冷却通道(4)的两端分别直接延伸到冷却夹套(1)外壁，形成进口孔(6)和出口孔(7)。 4.根据权利要求1所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，该低流阻增强换热推力室身部按型面变化分为：圆柱段、收敛段和扩张段；其中，圆柱段、收敛段和扩张段光滑过渡一体成型。 5.根据权利要求4所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于， 在圆柱段，冷却通道(4)的截面形状为圆形，且截面积始终保持不变； 在收敛段，冷却通道(4)的截面形状由圆形逐渐变为圆角矩形，且截面积逐渐减小； 在扩张段，冷却通道(4)的截面形状由圆角矩形逐渐变为圆形，且截面积逐渐增大。 6.根据权利要求5所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，冷却夹套(1)的内型面(8)为：由若干个凸起(9)和若干个圆弧(10)形成的“波浪状”型面；其中，一个冷却通道(4)对应一个凸起(9)，相邻两个凸起(9)之间通过一个圆弧(10)光滑过渡连接。 7.根据权利要求6所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，凸起(9)为圆弧状凸起，随对应的冷却通道(4)的截面形状和截面积的变化而变化，以保证冷却通道底部的内壁面厚度均匀。 8.根据权利要求6所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，在低流阻增强换热推力室身部的出口附近，“波浪状”型面与传统的无凸起型面(11)光滑过渡相接，避免内型面出现台阶而导致燃气在台阶附近滞止。 9.根据权利要求1所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，冷却通道(4)顶部的外壁面为圆柱形壁面。 10.根据权利要求1所述的低流阻增强换热推力室身部，其特征在于，冷却夹套(1)采用铜合金材料制备得到，在冷却夹套(1)外增加高温合金外套(2)来增加机械强度。