葉柵通道內(nèi)渦輪葉片表面流動與換熱特性的研究.pdf

1、隨著燃燒室出口溫度的逐年升高，渦輪的工作環(huán)境變得愈加的惡劣，而材料的耐溫性無法跟上渦輪進(jìn)口溫度升高的步伐，同時壓氣機(jī)引出的冷卻空氣的溫度隨著壓氣機(jī)壓比的不斷提高，溫度也在不斷升高，冷卻氣體可以冷卻的潛力變得更小。因此，唯有將現(xiàn)有的冷卻方式不斷優(yōu)化，同時不斷創(chuàng)新，挖掘新的冷卻方式，才能為發(fā)動機(jī)推重比的提高做好準(zhǔn)備，同時也能確保發(fā)動機(jī)工作的可靠性，提升發(fā)動機(jī)的壽命。
　　本文以某冷卻葉片為研究對象，通過實(shí)驗(yàn)與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法，研究

2、了有無氣膜冷卻兩種情況下，葉片外部的流動特征。研究了葉柵通道中通道渦的變化規(guī)律以及通道渦與不同吹風(fēng)比下的冷氣出流形成的“卵形”渦對之間的相互作用。結(jié)果表明，通道渦沿著主流的流向不斷向葉片中截面和吸力面靠近，并且隨著主流雷諾數(shù)的增加，葉柵損失系數(shù)不斷增加。流場中靠近端壁的“卵形”渦對中的一支會被通道渦增強(qiáng)，隨著吹風(fēng)比的增加，“卵形”渦對對通道渦的影響也增強(qiáng)。
　　對于換熱方面的研究，結(jié)果表明，無氣膜孔時，葉片前緣換熱最強(qiáng)，吸力面的換

3、熱強(qiáng)于壓力面，并且在吸力面的上下端壁處受通道渦影響，換熱增強(qiáng)。有氣膜孔時，在葉片吸力面，由于冷氣向主流有不同程度的射入，葉片前半部分冷卻效率隨吹風(fēng)比的增加而降低，后半部分由于冷氣的再附著，隨吹風(fēng)比的增加而升高。在葉片壓力面，由于冷氣受主流壓迫，能較好的貼附在葉片表面，隨著吹風(fēng)比的增加整個壓力面冷卻效率升高。沿著冷氣出流截面上，靠近端壁的冷氣噴射形成的低溫區(qū)形狀受通道渦的影響有點(diǎn)變形。遠(yuǎn)離端壁的低溫區(qū)形狀較規(guī)則，呈對稱分布。沿著下游流動方