燃?xì)廨啓C(jī)在現(xiàn)代動力機(jī)械中發(fā)展最為迅猛且具有明顯優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于航空、船舶、發(fā)電等軍民領(lǐng)域,因此燃機(jī)制造技術(shù)也成為了各國高投入、嚴(yán)封鎖且爭相發(fā)展的高端技術(shù)。然而隨著燃?xì)廨啓C(jī)功率的不斷提升,導(dǎo)致其燃燒室出口溫度過高,超出了渦輪葉片金屬材料的耐熱極限,對其工作運(yùn)行提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn),故對渦輪葉片進(jìn)行有效的冷卻尤為重要。而在眾多的冷卻技術(shù)中,氣膜冷卻獨(dú)具優(yōu)勢且最常用于燃機(jī)渦輪葉片的冷卻,因此具有很大的研究和開發(fā)價(jià)值。在真實(shí)的燃機(jī)渦輪中,葉片通道內(nèi)復(fù)雜的三維流動結(jié)構(gòu)使得氣膜冷卻的工作環(huán)境較差,且在很大程度上影響著冷氣的作用效果。本文則針對某一特定復(fù)雜渦系下的氣膜冷卻情況進(jìn)行研究,分析其傳熱效果和流動特性。這里的特定復(fù)雜渦系由冷氣孔前方的圓柱擾流產(chǎn)生,文中就此單獨(dú)計(jì)算并分析了其結(jié)構(gòu)特征,雖然此復(fù)雜渦系和實(shí)際葉片中的渦系結(jié)構(gòu)不完全相同,但仍有共通之處,可類比分析為實(shí)際氣膜冷卻的研究提供一定的參考。首先,采用雷諾平均（RANS）方法對復(fù)雜渦系下氣膜冷卻的傳熱特性進(jìn)行了研究,直觀的評估了其冷卻效果。通過對比分析三種不同吹風(fēng)比工況時(shí)復(fù)雜渦系下氣膜冷卻的計(jì)算結(jié)果,認(rèn)為低吹風(fēng)比時(shí),來流渦系的干擾并不利于氣膜冷卻... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型的氣膜冷卻葉片

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文1.3 氣膜冷卻介紹氣膜冷卻是一種有效且應(yīng)用廣泛的冷卻技術(shù)，多用于燃?xì)廨啓C(jī)的熱段，用來降低葉片表面的溫度。其工作原理示意圖如圖 1-2 所示，冷卻空氣由燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)中被引出并經(jīng)過內(nèi)部管路的輸送至渦輪葉片的內(nèi)腔，再通過高溫部件表面的槽縫或小孔以傾斜的角度射流進(jìn)入主流中，在受到主流壓力和摩擦力的作用后，向下彎曲并貼近于壁面，形成一層溫度較低的氣膜覆蓋于高溫部件表面，避免高溫燃?xì)夂徒饘偃~片的直接接觸并帶走一部分熱量，以達(dá)到冷卻的目的[5]。在氣膜冷卻系統(tǒng)中，冷氣孔的幾何結(jié)構(gòu)和布局以及流場中的流動條件對冷卻效率有著重要影響，研究人員和設(shè)計(jì)工作者一般通過不斷地改善冷卻孔的結(jié)構(gòu)以提高冷卻效果和性能，但是研究氣膜冷卻的關(guān)鍵還是在于深度了解氣膜冷卻的流動機(jī)理，從而“對癥下藥”，使其發(fā)揮更好的冷卻作用。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文、馬蹄渦以及尾跡渦三種。冷氣從射流孔注入主，使得其流動向下彎曲，并在沿射流兩側(cè)繞流的反的旋渦對，即腎形渦。腎型渦尺度較大，在冷于主流來說，射流的存在則對其產(chǎn)生了阻滯的作效果相似，故在冷氣孔前端形成了馬蹄渦。相比對冷卻效果作用也相對較弱；另外，當(dāng)主流和射并形成了非定常尾跡，即尾跡渦，其與原始的射更小，較不穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]分離渦模擬類方法發(fā)展及在葉輪機(jī)械內(nèi)流場的應(yīng)用[J]. 高麗敏,李瑞宇,趙磊,楊澤宇.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]扇形孔氣膜冷卻效果的數(shù)值模擬[J]. 楊曉軍,張驍峰,劉智剛.  機(jī)械工程與自動化. 2017(02)
[3]噴射角對渦輪發(fā)動機(jī)導(dǎo)葉端壁氣膜冷卻的影響[J]. 張玲,修棟波,石景開.  拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車. 2015(04)
[4]主流馬赫數(shù)對不同氣膜孔結(jié)構(gòu)冷卻效果及氣動損失影響研究[J]. 高揚(yáng),劉建軍,安柏濤.  燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù). 2015(02)
[5]航空渦輪發(fā)動機(jī)現(xiàn)狀及未來發(fā)展綜述[J]. 焦華賓,莫松.  航空制造技術(shù). 2015(12)
[6]孔型對平板氣膜冷卻效率影響的數(shù)值模擬[J]. 張玲,王沖.  熱力發(fā)電. 2015(04)
[7]燃?xì)廨啓C(jī)葉片冷卻技術(shù)的發(fā)展[J]. 譚艷青,姜東坡.  裝備制造技術(shù). 2014(07)
[8]主流湍流度對渦輪導(dǎo)向葉片氣膜冷卻特性影響的實(shí)驗(yàn)[J]. 周志翔,劉存良,張宗衛(wèi),朱惠人,賀宜紅.  航空動力學(xué)報(bào). 2014(06)
[9]出流孔型對平板氣膜冷卻影響機(jī)理的研究[J]. 朱延鑫,譚曉茗,郭文,張靖周.  推進(jìn)技術(shù). 2013(04)
[10]不同孔型平板氣膜冷卻特性的數(shù)值模擬[J]. 王春娟,董若凌,施紅輝,陳偉,張曉東.  浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)

博士論文
[1]偏心攪拌槽內(nèi)宏觀不穩(wěn)定性的分離渦模擬及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 楊鋒苓.山東大學(xué) 2010
[2]不可壓縮湍流大渦模擬研究[D]. 鄧小兵.中國空氣動力研究與發(fā)展中心 2008



本文編號：3423295