本文關(guān)鍵詞：透平氣膜冷卻與冷氣摻混損失研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：燃?xì)廨啓C(jī)在航空動(dòng)力及地面工業(yè)發(fā)電等領(lǐng)域都扮演著重要的角色,提高透平進(jìn)口溫度是增加燃?xì)廨啓C(jī)熱效率的重要手段,但受限于葉片耐高溫材料的發(fā)展,先進(jìn)冷卻技術(shù)的應(yīng)用成為提高透平進(jìn)口溫度的主要手段。氣膜冷卻技術(shù)廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片冷卻,但是冷氣出流與主流的摻混造成燃?xì)獾膭?dòng)能和總壓損失,從而降低了有效功,因此在進(jìn)行氣膜冷卻研究時(shí),不僅氣膜冷卻效果是主要的衡量因素,氣膜冷卻引起的氣動(dòng)損失同樣也是需要考慮的重要因素。如何在保證氣膜冷卻效果的前提下盡量降低氣膜冷卻帶來(lái)的氣動(dòng)損失,是一個(gè)重要的研究方向。在本文低速平板氣膜冷卻研究中,通過(guò)數(shù)值模擬的方法比較了四種不同氣膜孔結(jié)構(gòu)的氣膜冷卻效果,發(fā)現(xiàn)扇形孔在同吹風(fēng)比條件下是四種氣膜孔結(jié)構(gòu)中冷卻效果最高,復(fù)合角能提高圓柱孔的氣膜冷卻效果,雙射流氣膜孔在較高吹風(fēng)比下仍有良好的氣膜冷卻效果,并且在氣膜孔下游較遠(yuǎn)位置的冷卻效果接近扇形孔。通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)四種氣膜孔結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)損失進(jìn)行了研究,引入考慮冷氣的總壓損失系數(shù)ζp.total,發(fā)現(xiàn)其大小均隨吹風(fēng)比的增大而增大,吹風(fēng)比較低時(shí)四種氣膜孔結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)損失十分接近。與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比,數(shù)值模擬中對(duì)氣動(dòng)損失沿壁面法向的擴(kuò)散預(yù)測(cè)不足,使近壁區(qū)域的損失低于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并且在吹風(fēng)比較高時(shí)對(duì)冷氣射流總壓過(guò)分預(yù)估,使數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在一定差距,但是二者隨吹風(fēng)比的變化趨勢(shì)一致,因此數(shù)值模擬的結(jié)果具有一定的參考價(jià)值。通過(guò)數(shù)值模擬的方法研究了主流馬赫數(shù)對(duì)氣膜冷卻效果及氣動(dòng)損失的影響。發(fā)現(xiàn)主流馬赫數(shù)的增加會(huì)提高各氣膜孔結(jié)構(gòu)的氣膜冷卻效果,并且會(huì)降低氣動(dòng)損失。造成這一現(xiàn)象的原因是主流馬赫數(shù)的增加減小了平板邊界層的厚度,減弱了冷氣射流對(duì)主流的穿透性,減小了近壁邊界層引起的高損失區(qū)域面積。吹風(fēng)比較高時(shí)孔內(nèi)損失是造成氣膜冷卻氣動(dòng)損失的主要原因,因此改善孔內(nèi)損失是降低氣動(dòng)損失的一個(gè)重要思路。
【關(guān)鍵詞】：氣膜冷卻 扇形孔 雙射流氣膜孔 氣動(dòng)損失 主流馬赫數(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK471
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-32
• 1.1 課題的背景及意義10-11
• 1.2 氣膜冷卻技術(shù)11-13
• 1.3 氣膜冷卻效果的相關(guān)研究進(jìn)展13-20
• 1.3.1 外部因素對(duì)氣膜冷卻效果的影響13-16
• 1.3.2 氣膜孔幾何參數(shù)與孔型對(duì)冷卻效果的影響16-20
• 1.4 氣膜冷卻的氣動(dòng)損失研究20-28
• 1.5 氣膜冷卻研究方法介紹28-29
• 1.5.1 實(shí)驗(yàn)研究28
• 1.5.2 數(shù)值模擬研究28-29
• 1.6 本文的主要工作29-32
• 第2章 平板氣膜冷卻實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)值研究方法概述32-40
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹32-34
• 2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集34-35
• 2.3 誤差分析35-36
• 2.4 數(shù)值方法概述36-40
• 第3章 低速平板氣膜冷卻效果研究40-50
• 3.1 數(shù)值模型及邊界條件40-43
• 3.1.1 邊界條件和網(wǎng)格劃分40-42
• 3.1.2 湍流模型的選取和驗(yàn)證42-43
• 3.2 氣膜冷卻效果的分析比較43-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 第4章 低速平板氣膜冷卻損失實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究50-64
• 4.1 平板氣膜冷卻實(shí)驗(yàn)方案50-51
• 4.2 平板氣膜冷卻氣動(dòng)損失計(jì)算方法51-54
• 4.3 不同氣膜孔結(jié)構(gòu)氣動(dòng)損失比較與分析54-62
• 4.4 本章小結(jié)62-64
• 第5章 主流馬赫數(shù)對(duì)平板氣膜冷卻的影響64-82
• 5.1 主流馬赫數(shù)對(duì)氣膜冷卻效果的影響64-70
• 5.2 主流馬赫數(shù)對(duì)氣膜冷卻氣動(dòng)損失的影響70-79
• 5.3 本章小結(jié)79-82
• 第6章 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 結(jié)論82-83
• 6.2 展望83-84
• 主要符號(hào)說(shuō)明84-86
• 插圖列表86-90
• 表格列表90-92
• 參考文獻(xiàn)92-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文98-100
• 致謝100

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 李雪英;韓昌;秦晏e，

本文編號(hào)：256480