【摘要】：本文采用數(shù)值模擬的方法,在保持冷卻射流出口面積不變的條件下,分析比較了圓柱形孔、扇形孔、雙射流孔和帶雙肩形孔這幾種氣膜孔的冷卻效果。研究結(jié)果表明:對(duì)于圓柱形孔,氣膜冷卻效率在吹風(fēng)比M=0.5左右效率較高;對(duì)于扇形孔,在對(duì)應(yīng)圓柱形孔吹風(fēng)比M=1.5時(shí)的效率要優(yōu)于低吹風(fēng)比情況;對(duì)于雙射流孔和帶雙肩形孔,在對(duì)應(yīng)圓柱形孔吹風(fēng)比M=1.0時(shí)的冷卻效果更好。原因在于高吹風(fēng)比情況下,圓柱形孔結(jié)構(gòu)中冷卻射流與高溫主流形成較強(qiáng)的腎形渦,會(huì)使冷卻氣體脫離壁面,并將高溫主流卷入冷卻氣膜層,從而破壞冷卻效果,而扇形孔、雙射流孔以及帶雙肩形孔能有效地抑制腎形渦對(duì)冷卻流的提升作用,從而保持冷卻氣膜的貼壁性,提高了氣膜冷卻效率。
【圖文】：

１７１２邐工程熱物理學(xué)報(bào)邐３７卷逡逑對(duì)于氣膜冷卻而言，在利用相同的冷卻氣體量邐形孔、雙射流孔和帶雙肩形孔，如圖２所示。其中，逡逑的條件下，通過改變冷卻流出口孔型來獲取最大的邐扇形孔見圖２（ｂ），與已有研究中的扇形孔晸結(jié)構(gòu)類逡逑冷卻效果一直是氣膜冷卻研究的重要內(nèi)容。然而目邐似；雙射流孔見圖２（ｃ），由兩個(gè)小的圓孔組成，其展逡逑前的研究［４＿７１大多都是基于相同吹風(fēng)比條件下的研邐向復(fù)合角為４５°；帶雙肩形孔見圖２（ｄ），由一個(gè)大孔逡逑究，即都是在保證氣膜孔根部圓柱孔直徑相等，而邐帶兩個(gè)小孔組成，都為圓柱孔，且與水平方向呈３０°逡逑實(shí)際的出流面積并不相等，因此在相同吹風(fēng)比的情邐夾角。逡逑況下，其實(shí)際射入主流的出流速度并不相等。以研究逡逑

１７１２邐工程熱物理學(xué)報(bào)邐３７卷逡逑對(duì)于氣膜冷卻而言，在利用相同的冷卻氣體量邐形孔、雙射流孔和帶雙肩形孔，如圖２所示。其中，逡逑的條件下，通過改變冷卻流出口孔型來獲取最大的邐扇形孔見圖２（ｂ），與已有研究中的扇形孔晸結(jié)構(gòu)類逡逑冷卻效果一直是氣膜冷卻研究的重要內(nèi)容。然而目邐似；雙射流孔見圖２（ｃ），由兩個(gè)小的圓孔組成，其展逡逑前的研究［４＿７１大多都是基于相同吹風(fēng)比條件下的研邐向復(fù)合角為４５°；帶雙肩形孔見圖２（ｄ），由一個(gè)大孔逡逑究，即都是在保證氣膜孔根部圓柱孔直徑相等，而邐帶兩個(gè)小孔組成，都為圓柱孔，且與水平方向呈３０°逡逑實(shí)際的出流面積并不相等，因此在相同吹風(fēng)比的情邐夾角。逡逑況下，其實(shí)際射入主流的出流速度并不相等。以研究逡逑最多的圓柱孔和扇形孔為例，扇形孔的出流面積要逡逑比圓柱孔大，因而在相同吹風(fēng)比的情況下，扇形孔邐ＣＪ５＿＿＿＿＿Ｃ３逡逑出流處冷卻氣體的速度要小于圓柱孔。一般地，當(dāng)逡逑冷卻流速度變小時(shí)，其穿透到主流氣體中的能力將邐Ｉｓ逡逑減弱，冷卻氣流貼壁性會(huì)好于速度大的狀態(tài)。因此，邐。邐：。逡逑更公平的比較應(yīng)該是讓氣膜孔出流面積相等的情況邐＼°逡逑下，比較不同結(jié)構(gòu)孔型的氣膜冷卻效果。逡逑本文采用數(shù)值模擬的方法，在保持冷卻氣體流邐Ｉ逡逑量和出流面積都相等的條件下，分析在對(duì)應(yīng)圓柱形邐（ｂ）ｍｎ逡逑孔吹風(fēng)比Ｍ＝０．５，邋１．０，邋１．５三種情況下，不同孔型的邐％－－－－廠逡逑氣膜冷卻效果。邐邐逡逑１計(jì)算模型邐，分邐Ｑ：Ｐ：Ｖ：0Ｐ逡逑么，邐0：：：：：：：0逡逑１．１物理模型邐ｆ邐：、逡逑本文所采用物理模型如圖１所示。高溫氣體從逡逑主流通道入口進(jìn)入計(jì)算區(qū)域，冷卻氣體則從下方的

Ｕ逡逑條件不變，通過改變冷卻流的流量，研究在對(duì)應(yīng)圓邐ｅ邋ｍＬ逡逑圖２氣膜結(jié)構(gòu)示胃網(wǎng)逡逑柱孔不同吹風(fēng)比情況下孔耐氣膜冷卻的施邐Ｆｉ，邋Ｊ邋ＰＨ＾：ＳＳ；ｌｅｔｒｙ逡逑邐＾流動(dòng)方向邐１．２邋１膜冷卻效率逡逑氣麟?yún)s效率定義見式⑴：逡逑娜Ｖ丨丨；＼，}保體危哄微佩義狹魅絲阱紋渲�，}幔魑槐；け諉婢任露齲斟澹裕舴直鷂義賢跡蔽錮砟Ｐ灣沃髁骱屠淙戳鶻諼露�。栽r疚牡難芯恐校捎緬義希疲椋紓澹卞澹校瑁螅椋悖幔戾澹停錚洌澹戾魏嵯蚱驕世唇蟹治觶渫臣品段繽跡乘荊義掀渲校體澹藉澹叮�？。Ｄ为詡}椎鬧本丁ｅ義銜錮砟Ｐ偷某嘰綺問閡岳淙戳魅肟詰納涎匚義獻(xiàn)暝憬⒆晗擔(dān)繽跡彼盡Ｑ刂髁髁鞫較蟈義銜煞較潁淙戳魅肟詵較蛭海較潁怪庇誑縷藉危茫皰五五義廈娣較蛭撤較頡Ｆ渲�，主流通道入恐X揮冢幔哄澹藉濉埃卞危茫牛懼危跡椋五義希椋�，出恐X揮冢唬簦劍埃玻靛澹懟？悸塹ヅ牛掣隹椎那榭觶危掊危海哄五義峽準(zhǔn)渚啵擔(dān)保擔(dān)劍場Ｒ栽倉慰孜榷曰跡淇拙段邋五五五義希模劍靛澹恚恚胨椒較虺剩常

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