Aplicación de la Tecnología de Microcanales en el Campo Aeroespacial

Con el desarrollo de los modernos sistemas de energía aeroespacial hacia una alta relación de empuje y un alto número de Mach de vuelo, la carga térmica en el motor aumenta considerablemente. Para garantizar la fiabilidad y la longevidad del motor, el desarrollo de una tecnología de refrigeración activa rápida es crucial. El intercambiador de calor de microcanales se considera una opción ideal para resolver el problema de la disipación de calor y el enfriamiento del motor. Está compuesto por una unidad central de disipación de calor, una estructura de microcanales, y el calor se disipa rápidamente por convección forzada a través del medio de enfriamiento que fluye a través de él. Los intercambiadores de calor de microcanales tienen las características de alto rendimiento de transferencia de calor, estructura compacta, peso ligero, tamaño pequeño, fácil integración y empaque, etc., y tienen ventajas significativas en los motores aeroespaciales.

En la actualidad, con el progreso continuo de la tecnología de procesamiento, la tecnología de enfriamiento de microcanales se ha aplicado en el enfriamiento de la pared de la cámara de combustión del motor, el sistema de preenfriador de aviones hipersónicos, la disipación de calor y enfriamiento de las palas de la turbina, etc., para garantizar la operación confiable del motor y vuelo normal. desempeñó un papel fundamental. La estructura de microcanal principal en el mercado se muestra en la siguiente figura.

Aplicación de la tecnología de refrigeración por microcanales en la pared de la cámara de combustión
Para mejorar el rendimiento de enfriamiento de la cámara de combustión, la reducción del gas de enfriamiento es la dirección de desarrollo de los motores aeronáuticos. El uso de la tecnología de enfriamiento de microcanales puede reducir efectivamente la temperatura de la pared de la cámara de combustión y, al mismo tiempo, el calor absorbido por el microcanal se puede usar para precalentar el combustible, logrando así un enfriamiento regenerativo.

Aplicación de la tecnología de enfriamiento de microcanales en el sistema de preenfriamiento
Como componente clave en el ciclo térmico del motor, el preenfriador puede lograr una alta eficiencia/un rápido enfriamiento profundo del aire a alta temperatura, lo que reduce la temperatura a la temperatura normal de trabajo del motor aeronáutico, y los intercambiadores de calor de microcanales a menudo se usan para mejorar su rendimiento de refrigeración.

Aplicación de la tecnología de refrigeración por microcanales en álabes de turbinas
En la actualidad, la temperatura del gas de entrada a la turbina de los motores de aeroturbina avanzados alcanza los 1800~2050 K, que está cerca del límite de resistencia a la temperatura de los materiales de los álabes de la turbina. La tecnología de enfriamiento debe usarse para enfriar de manera efectiva los álabes de la turbina. El enfriamiento de los álabes de las turbinas se realiza principalmente mediante el mecanizado de microcanales en el interior de los álabes. Los métodos de enfriamiento, como la película de aire y el impacto, se adoptan para lograr un enfriamiento rápido y eficiente a través del flujo de aire y las aspas en el microcanal. La siguiente figura muestra la estructura de enfriamiento de un álabe de turbina típico.

Al mismo tiempo que el rápido desarrollo de la tecnología de enfriamiento de microcanales aeroespaciales, también existen muchos desafíos técnicos correspondientes que deben explorarse más a fondo. Hay relativamente pocas empresas nacionales que investigan, fabrican y aplican en profundidad la tecnología de enfriamiento de microcanales para motores aeroespaciales, y Hangzhou Microcontrol Energy Saving Technology Co., Ltd. es una de las mejores. En 2017, el proyecto de intercambiador de calor de microcanales de precisión integrado de la subsidiaria de Hangzhou Microcontrol-Hangzhou Microcontrol fue reconocido unánimemente por los jueces y ganó el tercer premio en las Finales Nacionales de la Segunda Competencia de Innovación y Emprendimiento de Aviación de China.

El intercambiador de calor de microcanales compacto y de alta eficiencia para la industria aeroespacial desarrollado por Hangzhou Microcontrol se caracteriza por una estructura compacta, alto rendimiento de transferencia de calor, peso ligero y tamaño pequeño (reducido en un 20% -30%). Sus soluciones específicas incluyen sistema de control ambiental. Utilice un intercambiador de calor anticongelante-anticongelante de 10 KW (intercambiador de calor de tres flujos), un intercambiador de calor de combustible y aceite hidráulico de 50 KW para motores aeronáuticos y un condensador de microcanal de intercambio de calor de aire y refrigerante para la industria aeroespacial.