Применение микроканальной технологии в аэрокосмической области

С развитием современных авиационно-космических силовых установок в сторону высокой тяговооруженности и больших полетных чисел М резко возрастает тепловая нагрузка на двигатель. Чтобы гарантировать надежность и долговечность двигателя, крайне важно разработать технологию быстрого активного охлаждения. Микроканальный теплообменник считается идеальным выбором для решения проблемы отвода тепла и охлаждения двигателя. Он состоит из основного блока отвода тепла — микроканальной структуры, и тепло быстро рассеивается за счет принудительной конвекции через протекающую через него охлаждающую среду. Микроканальные теплообменники обладают характеристиками высокой теплопередачи, компактной структурой, малым весом, небольшими размерами, простотой интеграции и компоновки и т. д. и имеют значительные преимущества в аэрокосмических двигателях.

В настоящее время, с непрерывным развитием технологии обработки, технология микроканального охлаждения применяется для охлаждения стенок камеры сгорания двигателя, системы предварительного охлаждения гиперзвуковых самолетов, отвода и охлаждения лопаток турбины и т. д., чтобы обеспечить надежную работу двигателя. двигатель и полет нормальный. сыграл жизненно важную роль. Основная структура микроканалов на рынке показана на рисунке ниже.

Применение технологии микроканального охлаждения на стенке камеры сгорания
Чтобы улучшить характеристики охлаждения камеры сгорания, сокращение охлаждающего газа является направлением развития авиационных двигателей. Использование технологии микроканального охлаждения позволяет эффективно снизить температуру стенки камеры сгорания, и в то же время тепло, поглощаемое микроканалом, можно использовать для предварительного нагрева топлива, тем самым реализуя регенеративное охлаждение.

Применение технологии микроканального охлаждения в системе предварительного охлаждения
В качестве ключевого компонента в тепловом цикле двигателя предварительный охладитель может обеспечить высокую эффективность / быстрое глубокое охлаждение высокотемпературного воздуха, тем самым снижая температуру до нормальной рабочей температуры авиадвигателя, а микроканальные теплообменники часто используются для повышения его эффективность охлаждения.

Применение технологии микроканального охлаждения в лопатках турбин
В настоящее время температура газа на входе в турбину современных авиатурбинных двигателей достигает 1800~2050К, что близко к пределу термостойкости материалов турбинных лопаток. Для эффективного охлаждения лопаток турбины необходимо использовать технологию охлаждения. Охлаждение лопаток турбины осуществляется в основном за счет обработки микроканалов внутри лопаток. Методы охлаждения, такие как воздушная пленка и удар, применяются для достижения быстрого и эффективного охлаждения за счет воздушного потока и лопастей в микроканале. На следующем рисунке показана система охлаждения типичной лопатки турбины.

Наряду с быстрым развитием технологии микроканального охлаждения в аэрокосмической отрасли существует также множество соответствующих технических проблем, которые требуют дальнейшего изучения. Есть относительно немного отечественных компаний, которые проводят глубокие исследования, производство и применение технологии микроканального охлаждения для аэрокосмических двигателей, и компания Hangzhou Microcontrol Energy Saving Technology Co., Ltd. является одной из лучших. В 2017 году проект интегрированного прецизионного микроканального теплообменника дочерней компании Hangzhou Microcontrol — Hangzhou Microcontrol был единогласно признан судьями и занял третье место в национальном финале Второго китайского конкурса авиационных инноваций и предпринимательства.

Высокоэффективный и компактный микроканальный теплообменник для аэрокосмической промышленности, разработанный Hangzhou Microcontrol, характеризуется компактной конструкцией, высокой эффективностью теплопередачи, малым весом и небольшими размерами (уменьшен на 20%-30%). Его конкретные решения включают систему контроля окружающей среды. Используйте теплообменник антифриз-антифриз мощностью 10 кВт (трехпоточный теплообменник), теплообменник топливно-гидравлического масла мощностью 50 кВт для авиационных двигателей и микроканальный конденсатор теплообменника воздух-хладагент для аэрокосмической промышленности.