燃?xì)廨啓C燃燒室出口溫度的不斷提升給燃?xì)廨啓C熱端部件的耐溫性能提出了更高的要求,氣膜冷卻技術(shù)是實現(xiàn)高效冷卻的重要手段。本文搭建了平板氣膜冷卻實驗臺及測試系統(tǒng),使用了紅外熱像儀測量氣膜冷卻效率。為掌握氣膜冷卻機理,研究了多種孔形在不同氣動參數(shù)條件下的冷卻特性。首先,穩(wěn)態(tài)數(shù)值模擬對比了豆形孔、貓耳孔及C形孔下游的流場結(jié)構(gòu)及換熱特性,揭示其冷卻機理并分析了流量系數(shù)隨吹風(fēng)比變化的分布規(guī)律:貓耳孔在冷卻效果方面占優(yōu);豆形孔的流量系數(shù)明顯高于貓耳孔,然而在中高吹風(fēng)比條件下,由于發(fā)生了射流的抬離現(xiàn)象因此其冷卻效率較低;吹風(fēng)比分別為2.0和3.0時,C形孔的冷卻效率分別比豆形孔高約267.8%和239.7%;C形孔同樣具有較高的流量系數(shù),氣膜分布穩(wěn)定,在更加苛刻的吹風(fēng)比條件下考慮實際工作情況,犧牲部分冷卻效率采用穩(wěn)定性和經(jīng)濟性更好的C形孔是相對理想的選擇。其次,利用搭建的平板氣膜冷卻實驗臺進(jìn)行基礎(chǔ)實驗,探究吹風(fēng)比和主流湍流度對貓耳孔和C形孔氣膜冷卻效率的影響。結(jié)果指出,貓耳孔和C形孔都表現(xiàn)出在同一主流湍流度條件下隨著吹風(fēng)比升高氣膜冷卻效率提高的趨勢,最高氣膜冷卻效率均出現(xiàn)在吹風(fēng)比為2.0、湍流度為1%的條...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1橫流-射流中的4種渦系結(jié)構(gòu)

沈陽航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文馬蹄渦的兩個分支分別從射流的兩側(cè)繞過伸向下游。但它的強度遠(yuǎn)比射流渦對小。（3）繞過射流的橫向主流在其下游形成尾跡區(qū)rman-Benard渦街聯(lián)系在一起；另一種概念是把它描述成非定常流體前后緣壓強差的存在加劇了主流對射流的壓迫、剪切作用，最曲并形成剪切....

圖2.1不同湍流模型展向平均氣膜冷卻效率與實驗數(shù)據(jù)對比圖

圖2.1不同湍流模型展向平均氣膜冷卻效率與實驗數(shù)據(jù)對比圖示，Realizablek-模型的計算精度相對較高，誤差相對較小，在終選擇Realizablek-模型作為數(shù)值模擬研究使用的湍流模型。小結(jié)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了研究與介紹，主要包括數(shù)值模擬中網(wǎng)算流體力學(xué)中基....

圖3.1豆形孔、貓耳孔及C形孔的結(jié)構(gòu)模型示意圖

而貓耳孔偏向于氣膜孔下游側(cè)。通過對以往文獻(xiàn)的了解我們較于傳統(tǒng)的圓形孔具有更強的橫向擴散能力；貓耳孔通過形成反腎形渦對，提高了熱端壁面的冷卻效果。在此基礎(chǔ)上，本章將使用數(shù)值模擬手和貓耳孔孔內(nèi)及孔下游的流場情況；同時，將提出一種新形氣膜孔，并孔作為研究C形孔的對比孔形，探究其流場....

圖3.2計算域示意圖

圖3.2計算域示意圖主流入口和冷卻氣流均為速度入口，其中主流速度為20m/s，溫度為330K，冷卻氣流速度為300K，速度根據(jù)吹風(fēng)比算出，其中為了方便對比，對吹風(fēng)比的定義進(jìn)行改動，選擇氣膜孔入口的平均流速及氣流密度定義吹風(fēng)比。采用Realizablek-模型....

本文編號：4013424