旋轉(zhuǎn)條件下雙層沖擊-氣膜復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的機(jī)理性研究.pdf

1、本文以“Cast Cool”葉片中采用的雙層沖擊/氣膜復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)為對象，分別對靜止和旋轉(zhuǎn)條件下雙層沖擊/氣膜復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)的流動和換熱特性開展研究。 首先在靜止條件下，對雙層結(jié)構(gòu)受限小空間內(nèi)沖擊射流產(chǎn)生的旋流對沖擊孔板的加熱作用以及對整體換熱效果的影響開展試驗研究，通過改變雙層結(jié)構(gòu)的沖擊間距比（沖擊間距和沖擊孔直徑之比H/D），沖擊射流Re數(shù)等參數(shù)，研究了各組參數(shù)變化時沖擊旋流的強(qiáng)化換熱效果，詳細(xì)分析了沖擊旋流在受限空間內(nèi)的強(qiáng)化

2、換熱特點及變化規(guī)律。試驗結(jié)果表明，隨沖擊雷諾數(shù)Re提高，沖擊孔板熱流密度與總加熱熱流密度之比 呈現(xiàn)減小趨勢。當(dāng)沖擊間距比H/D增大， 的變化并非單調(diào)，出現(xiàn)先增加后減小的趨勢。在試驗工況下，沖擊旋流對沖擊孔板強(qiáng)化換熱的作用范圍大致為沖擊孔4.5～6D的區(qū)域內(nèi)， 變化范圍為9％～20％。 隨后，在分析總結(jié)靜止條件下沖擊旋流對雙層結(jié)構(gòu)內(nèi)換熱貢獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，在旋轉(zhuǎn)條件下，開展了旋轉(zhuǎn)條件下不同湍流模型適用性的驗證比較；然后?；鲭p層沖擊/氣

3、膜復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)條件下針對復(fù)合冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值計算，通過大量計算討論了不同旋轉(zhuǎn)數(shù)下，沖擊間距和沖擊孔傾角以及吹風(fēng)比對雙層結(jié)構(gòu)受限空間內(nèi)流場結(jié)構(gòu)和換熱特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果顯示，旋轉(zhuǎn)對沖擊射流的偏轉(zhuǎn)和對氣膜出流的加速作用影響不同，從而造成雙層段不同區(qū)域壁面溫度分布以及冷卻效率隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律不同。垂直沖擊時隨沖擊間距增大冷卻效率下降，而傾斜沖擊（30°）時冷卻效率隨沖擊間距變化并非單調(diào)。垂直沖擊隨吹風(fēng)比增大冷卻效果上升，而傾斜沖擊