本文關(guān)鍵詞：渦輪葉片刮磨傳熱特性研究　出處：《南京航空航天大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)中渦輪葉片刮磨對整機(jī)性能和耐久性有著較為嚴(yán)重的影響,為了提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和可靠性,需要對葉片刮磨傳熱特性進(jìn)行更深入的研究。本文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片與機(jī)匣之間的刮磨現(xiàn)象為研究背景,通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算的方法,研究不同刮磨參數(shù)對渦輪葉片刮磨傳熱特性的影響規(guī)律。具體的研究內(nèi)容如下:首先通過能量法對渦輪葉片表面發(fā)射率進(jìn)行測量,得到測試葉片的發(fā)射率數(shù)據(jù)。然后對渦輪葉片與機(jī)匣陶瓷涂層的刮磨特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,著重分析了不同刮磨深度,刮磨速率,輪盤線速度對刮磨溫度及刮磨力的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)表明:刮磨發(fā)生后極短的時(shí)間內(nèi),刮磨溫度迅速上升,此時(shí)葉片溫度梯度極大;在其他兩個(gè)刮磨參數(shù)不變的情況下:刮磨溫度隨著刮磨深度和輪盤線速度的增加而上升,隨著葉片刮磨速率的增加先增大后減小;刮磨力隨著葉片刮磨速率和刮磨深度的增加而增大,但隨著輪盤線速度的增加而減小。最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果對刮磨過程中葉片的傳熱特性進(jìn)行全三維耦合計(jì)算。數(shù)值計(jì)算較為詳細(xì)地分析了渦輪轉(zhuǎn)速、刮磨深度、刮磨速率等對刮磨溫度的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:通過控制熱流的方法可以有效計(jì)算出葉片的刮磨溫度。在其他兩個(gè)刮磨參數(shù)不變的情況下,刮磨溫度隨刮磨深度和渦輪轉(zhuǎn)速的的增加而增加,隨刮磨速率的增加而減小;葉尖的溫升隨著刮磨深度的增加而增大,隨渦輪轉(zhuǎn)速和刮磨速率的增加而減小。刮磨時(shí)葉尖溫度最高可達(dá)葉片材料的極限,發(fā)生刮磨有可能導(dǎo)致葉片燒蝕甚至損壞。刮磨產(chǎn)生的刮磨熱對葉柵通道內(nèi)溫度分布的影響非常小。同時(shí)數(shù)值計(jì)算還分析了在葉片徑向伸長的過程中葉尖流動(dòng)換熱特性的變化規(guī)律,研究表明:間隙內(nèi)存在以泄漏渦和分離渦為主的渦系結(jié)構(gòu)。隨著葉片徑向伸長量的增加,間隙泄漏流的影響范圍和葉尖對流換熱系數(shù)降低。渦輪轉(zhuǎn)速對葉尖間隙的流動(dòng)特性影響不大,隨著輪盤轉(zhuǎn)速的增加,葉尖對流換熱系數(shù)增大。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V231.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 薛偉海;高y┭，

本文編號(hào)：1320607