突片作用下氣膜冷卻的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究.pdf

1、氣膜冷卻廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的冷卻中。但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的工作環(huán)境愈加惡劣，傳統(tǒng)的氣膜冷卻方法已經(jīng)不能滿足熱端部件冷卻的需要。突片作用下的氣膜冷卻是一種新型的冷卻方法，能夠有效提高氣膜冷卻效果。本文設(shè)計(jì)了三角形、梯形和橢圓形三種不同結(jié)構(gòu)的突片，搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)，采用紅外攝像儀測(cè)量氣膜冷卻壁面溫度，獲得了突片對(duì)氣膜冷卻效率、對(duì)流換熱系數(shù)以及流量系數(shù)的影響規(guī)律，同時(shí)，采用商用FLUENT軟件，對(duì)突片作用下的氣膜冷卻傳熱特性進(jìn)行

2、了數(shù)值模擬。通過(guò)研究，得到如下主要結(jié)論： (1) 突片的存在強(qiáng)化了氣膜冷卻效率，使得氣膜冷卻效率遠(yuǎn)高于無(wú)突片的氣膜冷卻效率。吹風(fēng)比對(duì)氣膜冷卻效率有很大的影響，但對(duì)不同的突片，在不同的氣膜冷卻區(qū)域，吹風(fēng)比對(duì)氣膜冷卻效果的影響也不相同。對(duì)于結(jié)構(gòu)相同的突片，在相同的吹風(fēng)比下，冷卻效率隨突片堵塞比的增加而增大；而對(duì)不同的突片，在堵塞比相同時(shí)，梯形突片的冷卻效率最高，三角形突片的冷卻效率最低，但均高于無(wú)突片時(shí)的冷卻效率。 (2

3、) 突片的存在對(duì)氣膜冷卻對(duì)流換熱系數(shù)有影響。但對(duì)于不同的突片堵塞比，這種影響也不同。三角形突片在B=0.107和B=0.214時(shí)的換熱系數(shù)與無(wú)突片的換熱系數(shù)相差不大，而在B=0.387時(shí)則明顯大于無(wú)突片的對(duì)流換熱系數(shù)。梯形突片和橢圓形突片換熱系數(shù)則在所有堵塞比下均大于無(wú)突片的換熱系數(shù)，且梯形突片在B=0.214時(shí)換熱效果最好。 (3) 突片的存在對(duì)氣膜孔的流量系數(shù)有很大的影響。氣膜孔的流量系數(shù)Cd均隨突片堵塞比的增大而減小，無(wú)