凹槽带肋叶顶传热特性和叶栅气动性能研究

发布时间：2017-11-20 12:14

  本文关键词：凹槽带肋叶顶传热特性和叶栅气动性能研究

  更多相关文章： 气膜冷却 叶顶带肋结构 端壁滑移 攻角 泄漏流动 气动性能 数值模拟

【摘要】：为了增加航空发动机推力,涡轮进口温度不断提高,涡轮叶片承受的热负荷逐渐加大,必须采取有效冷却降低其工作温度。涡轮叶片叶顶区域受到泄漏流动作用,换热非常强,对该区域的传热研究是叶片冷却结构设计的热点问题。通过商业软件对涡轮叶顶换热、叶顶间隙内流场进行了详细研究。为了改善凹槽叶顶气膜冷却中冷气扩散特性,提出了一种新型叶顶结构——凹槽带肋叶顶,冷气在肋结构形成的迷宫内进行绕流流动,提高冷气热熔利用率,达到同步控温和控流目的。针对该结构进行了详细的气膜冷却特性研究。具体内容如下:(1)研究了攻角对凹槽叶顶传热特性影响。(2)采用端壁滑移方法研究了叶片与机匣壁面相对运动对叶顶换热和间隙流动影响。(3)研究了凹槽叶顶和凹槽带肋叶顶在吹风比为0.5、1.0、1.5和端壁有无滑移时叶顶气膜冷却效率分布规律。结果表明:(1)攻角增加降低了凹槽叶顶平均换热系数。端壁滑移加剧了凹槽内涡系流动,改变了叶顶换热系数分布规律,平均换热系数略有增大。(2)吹风比0.5时,凹槽内最高冷却效率区域在气膜孔附近。吹风比1.5时,最高冷却效率区域出现在吸力面附近。(3)带肋叶顶优化了叶顶区域冷却效率分布,提高了叶顶平均冷却效率,吹风比0.5时,冷却效率提高最明显。端壁滑移抑制了冷气抬离壁面,有利于提高叶顶冷却效率。带肋叶顶提高了涡轮叶栅总压损失。
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V231

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本文编号：1207110