本文關(guān)鍵詞：層板外部氣膜冷卻特性研究

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【摘要】：層板冷卻是研發(fā)新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)提高我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自主研發(fā)能力，縮小與國(guó)際前沿發(fā)動(dòng)機(jī)研制差距具有十分重要意義。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算研究了單排和雙排氣膜孔層板外表面氣膜冷卻效率和換熱系數(shù)隨氣膜孔相對(duì)位置、吹風(fēng)比、氣膜孔射流角度的變化規(guī)律。 設(shè)計(jì)搭建了層板外部氣模冷卻特性實(shí)驗(yàn)臺(tái)，測(cè)量了單排、雙排氣膜孔下吹風(fēng)比為1.0、1.5、2.0，氣膜孔射流角度20°、30°、90°時(shí)層板外表面冷卻效率和換熱系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：?jiǎn)闻艢饽た讓影迥媪鹘Y(jié)構(gòu)外表面冷卻效率大于順流結(jié)構(gòu)，，冷效提升區(qū)域隨著吹風(fēng)比的增大由上游區(qū)域向下游區(qū)域移動(dòng)，同時(shí)逆流結(jié)構(gòu)提高了上游區(qū)域的換熱系數(shù)；單排孔時(shí)，冷卻效率隨著吹風(fēng)比的增大先減小后增大，雙排孔時(shí)，冷卻效率隨著吹風(fēng)比的增大而減小，吹風(fēng)比對(duì)換熱系數(shù)的影響不大；單排氣膜孔冷卻效率隨著射流角度的增加先增大后減小，換熱系數(shù)隨著射流角度的增大而增大。 建立了和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵恢碌臄?shù)值模型，計(jì)算了單排氣膜孔吹風(fēng)比為1.0、1.5、2.0，氣膜孔射流角度20°和90°時(shí)層板外表面冷卻效率和換熱系數(shù)。結(jié)果表明：逆流結(jié)構(gòu)層板外部冷卻效率大于順流結(jié)構(gòu)冷卻效率，徑向平均冷卻效率最大差值隨著吹風(fēng)比的增大而增大，逆流結(jié)構(gòu)換熱系數(shù)較小；單排氣膜孔層板外部冷卻效率隨著吹風(fēng)比的增大而減小，換熱系數(shù)隨著吹風(fēng)比的增大而增大。
【關(guān)鍵詞】：層板 渦輪葉片 氣膜冷卻 冷卻效率 換熱系數(shù) 液晶測(cè)溫
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：V233.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 葉片冷卻技術(shù)發(fā)展12-15
• 1.3 層板冷卻技術(shù)發(fā)展概況15-19
• 1.4 本文的主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 第2章 實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)據(jù)處理21-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)件22-24
• 2.3 數(shù)據(jù)采集和處理方法24-25
• 2.4 實(shí)驗(yàn)工況和實(shí)驗(yàn)方法25-34
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)工況25
• 2.4.2 參數(shù)定義25-26
• 2.4.3 熱色液晶測(cè)溫原理簡(jiǎn)介26-27
• 2.4.4 液晶標(biāo)定過(guò)程27-29
• 2.4.5 氣膜冷卻特性的瞬態(tài)液晶測(cè)量原理和方法29-31
• 2.4.6 誤差分析31-32
• 2.4.7 冷卻效率和換熱系數(shù)的不確定度分析32-34
• 第3章 層板外部氣膜冷卻實(shí)驗(yàn)研究34-55
• 3.1 前言34
• 3.2 層板外部氣膜冷卻效率結(jié)果及分析34-45
• 3.2.1 氣膜孔相對(duì)位置對(duì)冷卻效率的影響34-38
• 3.2.2 相同射流角度下吹風(fēng)比對(duì)冷卻效率的影響38-42
• 3.2.3 相同吹風(fēng)比下射流角度對(duì)冷卻效率的影響42-45
• 3.3 層板外部氣膜換熱系數(shù)結(jié)果及分析45-55
• 3.3.1 氣膜孔相對(duì)位置對(duì)換熱系數(shù)的影響45-48
• 3.3.2 相同射流角度下吹風(fēng)比對(duì)換熱系數(shù)的影響48-52
• 3.3.3 相同吹風(fēng)比下射流角度對(duì)換熱系數(shù)的影響52-55
• 第4章 層板外部氣膜冷卻特性數(shù)值研究55-73
• 4.1 前言55
• 4.2 層板外部氣膜冷卻特性數(shù)值計(jì)算55-57
• 4.2.1 控制方程55
• 4.2.2 湍流模型55-56
• 4.2.3 近壁面處理56
• 4.2.4 計(jì)算域網(wǎng)格56-57
• 4.2.5 邊界條件57
• 4.2.6 收斂條件57
• 4.3 計(jì)算結(jié)果分析57-73
• 4.3.1 層板外部氣模冷卻效率結(jié)果分析58-65
• 4.3.2 層板外部氣模換熱系數(shù)結(jié)果分析65-69
• 4.3.3 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比69-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文79

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 董志銳,郁新華,劉松齡,游紹坤,許都純;多層多孔層板內(nèi)流阻特性試驗(yàn)與計(jì)算方法研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2000年04期

2 張凈玉,常海萍;稀疏型氣膜出流內(nèi)部冷氣側(cè)換熱特性實(shí)驗(yàn)研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2003年04期

3 全棟梁,劉松齡,李江海,許都純,游紹坤;多孔層板冷卻有效性的研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2004年04期

4 陶智;魏豪杰;丁水汀;鄧宏武;徐國(guó)強(qiáng);林宇震;;典型層板冷卻結(jié)構(gòu)中流體流阻與換熱特性的實(shí)驗(yàn)[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2007年02期

5 陶智;呂東;丁水汀;徐國(guó)強(qiáng);;擾流柱直徑對(duì)傾斜出氣孔層板內(nèi)流動(dòng)和換熱影響的數(shù)值研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2007年04期

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7 孔滿昭;朱惠人;原和朋;;應(yīng)用瞬態(tài)液晶測(cè)量技術(shù)研究層板內(nèi)部換熱特性[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2009年02期

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9 郁新華,全棟梁,劉松齡,許都純,胡主根;層板結(jié)構(gòu)內(nèi)部換熱特性的研究[J];航空學(xué)報(bào);2003年05期

10 王鳴;盧元麗;吉洪湖;;沖擊孔對(duì)層板冷卻葉片前緣傳熱影響的數(shù)值研究[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2013年10期

本文編號(hào)：662684