對常規(guī)渦輪葉片瞬態(tài)傳熱測試及分析方法的改進(jìn).pdf

1、本論文主要闡述了針對常規(guī)的渦輪葉片瞬態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)測試及分析方法進(jìn)行的從實(shí)驗(yàn)和數(shù)值方面改進(jìn)的研究。渦輪葉片是渦輪中最重要的部件之一,需要承受高溫高壓高速的工作條件。針對渦輪葉片的冷卻技術(shù)的研究已經(jīng)有很長時(shí)間,但是對于葉片傳熱規(guī)律總體上還是缺乏深入的了解。因此,精確及穩(wěn)定可靠的葉片傳熱實(shí)驗(yàn)測量及分析方法,是進(jìn)行葉片傳熱研究的基礎(chǔ)。
　　本論文首先介紹了在國家自然科學(xué)基金的支持下,交大密西根學(xué)院跨音速風(fēng)洞測試平臺(tái)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)搭建。具體

2、工作包括擴(kuò)散段氣流分布器設(shè)計(jì),模塊化跨音速測試段設(shè)計(jì)等。這是國內(nèi)首個(gè)針對渦輪葉尖進(jìn)行在跨音速條件下的瞬態(tài)傳熱研究的測試平臺(tái)。在此平臺(tái)上,本文采用紅外熱測量技術(shù)進(jìn)行了渦輪葉片葉尖部分的跨音速條件下的瞬態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn),并且應(yīng)用了經(jīng)過數(shù)值方法驗(yàn)證的傳熱分析方法,取得了跨音速條件下的葉尖對流換熱系數(shù)分布結(jié)果。
　　本論文開發(fā)了一種新的對傳熱實(shí)驗(yàn)測量中邊角位置的熱傳導(dǎo)進(jìn)行的數(shù)值矯正方法。在常規(guī)的瞬態(tài)傳熱實(shí)驗(yàn)測量分析中,一維半無限大的傳熱假設(shè)被廣

3、泛使用。但是,在橫向熱傳導(dǎo)比較明顯的位置,特別是接近邊角的位置,一維半無限大假設(shè)的直接應(yīng)用會(huì)對測量結(jié)果分析造成很大的誤差。雖然這個(gè)問題可以通過三維的數(shù)值傳熱計(jì)算解決,但是這種方法需要獲得在邊角位置附近的所有面的熱邊界條件,從實(shí)驗(yàn)測量來說,比較復(fù)雜且耗時(shí)。
　　本論文開發(fā)的新方法能夠很好地矯正邊角位置的由于橫向熱傳導(dǎo)造成的誤差。這種方法主要是基于對于二維的溫度變化過程,實(shí)際是由于橫向和縱向的熱傳導(dǎo)在時(shí)間和空間上的積累過程的認(rèn)識(shí)。通過