双排孔射流气膜冷却叠加特性研究

发布时间：2021-05-08 23:46

　　气膜冷却是高压涡轮叶片中应用最普遍、最重要的冷却方式之一。气膜孔中的逆向孔由于射流角度特殊,相较于传统顺向射流具有展向覆盖面积大的优点。实际应用时气膜孔多是成排出现,有必要研究含逆向射流孔排的气膜冷却叠加特性。数值模拟研究了上游顺向射流+下游顺向射流、上游逆向射流+下游逆向射流、上游顺向射流+下游逆向射流和上游逆向射流+下游顺向射流4种孔排组合对气膜冷却效率和换热系数的影响。吹风比的变化范围为0.3-1.4。结果表明,逆向射流气膜孔出口处的回流涡强化了气膜展向扩散,吹风比越大,强化效果越明显。孔排间距为12倍气膜孔直径,吹风比为1.4时,与顺向射流+顺向射流组合结构的叠加区气膜冷却效率相比:上游顺向射流+下游逆向射流组合结构展向平均气膜冷却效率提高17%²33%;逆向射流+逆向射流组合结构展向平均气膜冷却效率提高0⁴10%;上游逆向射流+下游顺向射流组合展向平均气膜冷却效率提高16%⁷0%。随着吹风比增大,各组合换热系数均逐渐增大。逆向射流气膜孔附近换热系数在各吹风比下均高于顺向射流。顺向射流附着于表面时,换热系数较小,... 

【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 航空发动机冷却技术
    1.3 叶片气膜冷却技术简介
    1.4 本文主要内容及创新点
第2章 数值模拟方法
    2.1 前言
    2.2 控制方程
    2.3 湍流模型
    2.4 计算模型
        2.4.1 计算模型的几何域及网格划分
        2.4.2 计算策略的验证
    2.5 边界条件和参数定义
第3章 双排孔射流组合方式对气膜冷却效率的影响
    3.1 前言
    3.2 顺向射流与逆向射流流场及温度场对比
    3.3 孔排组合对下游流场和温度场的影响
    3.4 双排孔射流气膜冷却效率分析
        3.4.1 气膜冷却效率分布及对比
        3.4.2 平均气膜冷却效率及对比
    3.5 本章小结
第4章 双排孔射流换热特性研究
    4.1 前言
    4.2 双排孔射流换热系数分布
    4.3 双排孔射流换热增强系数特点
        4.3.1 不同位置换热增强系数对比
        4.3.2 展向平均换热增强系数
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文



本文编号：3176206