隨著航空技術(shù)的發(fā)展,對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提出越來越高的要求,渦輪進(jìn)氣溫度隨之逐年提高,為了保證葉片安全可靠的工作環(huán)境,葉片的冷卻技術(shù)顯得愈發(fā)重要。當(dāng)前廣泛使用的氣膜冷卻技術(shù),經(jīng)過幾十年的研究已經(jīng)到了瓶頸,很難實(shí)現(xiàn)大的突破,且由于葉片表面開孔和溫度分布的不均勻性,對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度造成了一定的不利影響。且目前應(yīng)用在葉片上較為高效的冷卻技術(shù)熱障涂層技術(shù),在與氣膜冷卻搭配使用起來也有諸多限制及不足。鑒于當(dāng)前渦輪進(jìn)氣溫度逐年提高和渦輪葉片冷卻技術(shù)不足之間的矛盾,在充分研究冷卻技術(shù)可行性基礎(chǔ)上,本文提出使用熱板對(duì)渦輪葉片進(jìn)行冷卻的方法,用數(shù)值模擬的方法研究了熱板的工作原理,及對(duì)熱板冷卻葉片可能達(dá)到的效果進(jìn)行了理論分析,本文相關(guān)內(nèi)容如下:（1）構(gòu)建了熱板技術(shù)冷卻葉片的結(jié)構(gòu)模型并對(duì)其工作過程進(jìn)行相應(yīng)的理論分析,在Fluent軟件內(nèi)用合適的兩相流模型對(duì)簡化二維熱板模型和簡化二維熱板冷卻葉片結(jié)構(gòu)的工作過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,較為準(zhǔn)確的模擬了熱板內(nèi)部吸液芯的毛細(xì)力,相變換熱等過程,為之后的熱板數(shù)值模擬奠定了工作基礎(chǔ)。（2）通過將熱板穩(wěn)定工作時(shí)的工況處理成定溫內(nèi)壁面,對(duì)不同入口溫度和熱板工作溫度下二維葉片流道進(jìn)行了數(shù)值... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 葉片冷卻技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 渦輪葉片冷卻發(fā)展概況
        1.2.2 渦輪葉片的典型冷卻方式
        1.2.3 熱障涂層研究現(xiàn)狀
    1.3 當(dāng)前葉片冷卻存在的缺點(diǎn)及不足
    1.4 基于熱管原理渦輪葉片冷卻技術(shù)的提出
    1.5 熱板技術(shù)冷卻葉片的優(yōu)點(diǎn)
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
2 熱板工作機(jī)理可行性與數(shù)值模擬研究
    2.1 熱管基本理論
    2.2 熱板冷卻渦輪葉片的模型
    2.3 熱板數(shù)值仿真原理
        2.3.1 兩相流模型
        2.3.2 蒸發(fā)冷凝模型
        2.3.3 多孔介質(zhì)模型
    2.4 熱板工作機(jī)理二維模型研究
    2.5 簡化內(nèi)附熱板的二維葉片模型研究
    2.6 小結(jié)
3 內(nèi)部定溫?zé)岚宥S葉片流道數(shù)值模擬
    3.1 幾何模型
    3.2 湍流模型
    3.3 無氣膜冷卻模型驗(yàn)證
    3.4 內(nèi)部定溫?zé)岚宥S葉片流道數(shù)值模擬
        3.4.1 前緣覆蓋熱障涂層
        3.4.2 表面全覆蓋熱障涂層
    3.5 小結(jié)
4 平板氣膜冷卻溫度不均勻性研究
    4.1 幾何模型與數(shù)值計(jì)算方法
        4.1.1 幾何模型
        4.1.2 網(wǎng)格劃分及模型驗(yàn)證
    4.2 不同吹風(fēng)比及入口溫度下單氣膜孔壁面表面溫度分布
        4.2.1 不同吹風(fēng)比下單氣膜孔壁面表面溫度分布
        4.2.2 不同入口溫度下單氣膜孔壁面冷卻效率分布
    4.3 不同孔型下壁面表面溫度分布
        4.3.1 單排三氣膜孔下壁面表面溫度分布
        4.3.2 姊妹孔下壁面表面溫度分布
    4.4 三種氣膜孔布置下壁面表面溫度與冷卻效率對(duì)比
    4.5 小結(jié)
    4.6 熱板冷卻與平板氣膜冷卻效果對(duì)比
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]燃?xì)廨啓C(jī)渦輪導(dǎo)葉熱管冷卻效果對(duì)比研究[J]. 占麗媛,李玉華,姜玉雁,唐大偉.  中國科學(xué)院大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(06)
[2]高超聲速飛行器前緣疏導(dǎo)式熱防護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 孫健,劉偉強(qiáng).  物理學(xué)報(bào). 2014(09)
[3]入射角對(duì)氣膜冷卻效果影響的數(shù)值研究[J]. 張玲,胡博,董海瑞.  動(dòng)力工程學(xué)報(bào). 2011(12)
[4]帶有熱障涂層的渦輪葉片前緣氣熱耦合數(shù)值研究[J]. 周鴻儒,顧忠華,韓萬金,劉占生.  汽輪機(jī)技術(shù). 2011(01)
[5]冷卻流量變化對(duì)葉柵冷卻效果影響的數(shù)值模擬[J]. 姜澎,陳凱,孫陽,黃洪雁,馮國泰,王仲奇.  推進(jìn)技術(shù). 2009(05)
[6]渦輪葉柵流動(dòng)和傳熱耦合計(jì)算[J]. 曾軍,卿雄杰.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2009(06)
[7]大型燃?xì)鉁u輪葉片冷卻技術(shù)[J]. 張效偉,朱惠人.  熱能動(dòng)力工程. 2008(01)
[8]第四代戰(zhàn)斗機(jī)的強(qiáng)勁“心臟”——F-22戰(zhàn)斗機(jī)的F119渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)[J]. 葉大榮,任光明.  現(xiàn)代軍事. 2006(11)
[9]熱障涂層的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李美姮,胡望宇,孫曉峰,管恒榮,胡壯麒.  材料導(dǎo)報(bào). 2005(04)
[10]熱障涂層的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 張玉娟,張玉馳,孫曉峰,管恒榮,胡壯麒,沈嘉年.  材料保護(hù). 2004(06)

博士論文
[1]對(duì)帶氣膜孔的肋化冷卻通道耦合換熱特性的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[D]. 馮志新.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]燃?xì)馔钙綄?dǎo)葉氣熱耦合實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究[D]. 張超.中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所） 2012

碩士論文
[1]高溫?zé)峁茉谑鑼?dǎo)式熱防護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的機(jī)理研究[D]. 喻磊.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[2]交叉肋結(jié)構(gòu)氣冷渦輪葉片的數(shù)值研究[D]. 王洋洲.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[3]氣冷渦輪葉片的傳熱設(shè)計(jì)[D]. 遲重然.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]定向凝固渦輪葉片蠕變?cè)囼?yàn)及理論分析[D]. 周勇.大連理工大學(xué) 2010
[5]蒸汽冷卻葉片強(qiáng)化換熱研究[D]. 胡汀.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3155805