本文關(guān)鍵詞：渦輪葉片冷卻風(fēng)道異物堵塞的紅外無(wú)損檢測(cè)

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【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片是給發(fā)動(dòng)機(jī)提供高推動(dòng)力的主要部位,葉片的工作環(huán)境也極其惡劣,高溫、高壓、高速的載荷使得葉片非常容易受損,尤其是葉片的冷卻風(fēng)道發(fā)生堵塞易對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱造成損害引起飛機(jī)事故。對(duì)于風(fēng)道堵塞一般采用X射線檢測(cè),但是每次檢測(cè)都需要在風(fēng)道中灌入鉛粉,操作復(fù)雜,效率低下。針對(duì)這種情況,本課題對(duì)熱成像做了相關(guān)研究后,對(duì)渦輪葉片冷卻風(fēng)道的堵塞物檢測(cè)提出采用紅外無(wú)損檢測(cè)方式。本文根據(jù)葉片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),材料特性,實(shí)際工作的冷卻機(jī)理建立堵塞區(qū)的傳熱模型,定量的給出了風(fēng)道堵塞參數(shù)、實(shí)驗(yàn)控制參數(shù)、與紅外熱成像參數(shù)——溫差之間變化的關(guān)系。推導(dǎo)出了缺陷區(qū)域和非缺陷區(qū)葉片表面的溫度差和時(shí)間、換熱系數(shù)、冷熱水激勵(lì)溫差、堵塞大小之間的關(guān)系式。在分析比較多種實(shí)驗(yàn)熱激勵(lì)方式后,鑒于水具有比熱容大,可以帶來(lái)足夠的熱量,粘滯系數(shù)小,不會(huì)對(duì)葉片風(fēng)道造成二次污染等特性,選擇冷熱水交替作為紅外檢測(cè)的熱激勵(lì)載體�；诶錈崴疅峒�(lì)方式對(duì)上述模型進(jìn)行仿真,采用梯度搜索優(yōu)化算法,在風(fēng)道堵塞參數(shù)特定情況下為實(shí)現(xiàn)檢測(cè)確定了實(shí)驗(yàn)控制參數(shù)的最佳取值區(qū)域,給實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選取提供了理論依據(jù)。根據(jù)仿真結(jié)果提供的控制參數(shù)對(duì)葉片的堵塞情況進(jìn)行紅外無(wú)損檢測(cè),實(shí)驗(yàn)證明了在優(yōu)化的時(shí)間參數(shù)范圍內(nèi)能從葉片表面觀測(cè)到最大溫差,并和工業(yè)上常用的DR檢測(cè)方法結(jié)果對(duì)比,從而證明提出的溫度場(chǎng)模型是合理的,以及對(duì)于參數(shù)的優(yōu)化是有效的。
【關(guān)鍵詞】：渦輪葉片 冷卻風(fēng)道 紅外檢測(cè) 溫度場(chǎng)模型
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V263.6
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-14
• 1.1 研究背景及意義7
• 1.2 無(wú)損檢測(cè)在葉片檢測(cè)中的應(yīng)用7-9
• 1.3 紅外無(wú)損檢測(cè)技術(shù)9-13
• 1.3.1 紅外熱波無(wú)損檢測(cè)的應(yīng)用10-11
• 1.3.2 紅外無(wú)損檢測(cè)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及前景11-13
• 1.4 本文主要內(nèi)容13-14
• 第二章 渦輪葉片紅外熱波檢測(cè)原理與檢測(cè)系統(tǒng)14-27
• 2.1 熱波基礎(chǔ)理論14-19
• 2.2 紅外檢測(cè)原理19-20
• 2.3 渦輪葉片典型結(jié)構(gòu)20-22
• 2.4 紅外熱波檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-27
• 2.4.1 系統(tǒng)構(gòu)成22-23
• 2.4.2 紅外熱激勵(lì)的選擇23-25
• 2.4.3 紅外熱成像25-27
• 第三章 渦輪葉片冷卻風(fēng)道堵塞模型27-35
• 3.1 渦輪葉片風(fēng)道冷卻27-28
• 3.2 典型的風(fēng)道堵塞及其傳熱分析28-29
• 3.3 冷卻風(fēng)道中的傳熱模型29-32
• 3.3.1 堵塞區(qū)與冷熱水的對(duì)流換熱29-30
• 3.3.2 與肋片的一維非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)30-31
• 3.3.3 通過(guò)葉片蒙皮的傳熱31-32
• 3.4 風(fēng)道堵塞紅外檢測(cè)模型32-35
• 第四章 基于風(fēng)道堵塞模型的紅外熱波檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 梯度下降優(yōu)化算法35-37
• 4.3 檢測(cè)參數(shù)優(yōu)化37-44
• 4.3.1 優(yōu)化對(duì)流換熱系數(shù)37-40
• 4.3.2 優(yōu)化熱激勵(lì)溫差40-41
• 4.3.3 優(yōu)化堵塞區(qū)囤積熱水質(zhì)量41-44
• 4.4 結(jié)論44-46
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析46-62
• 5.1 實(shí)驗(yàn)裝置46-47
• 5.2 渦輪葉片風(fēng)道堵塞實(shí)驗(yàn)47-60
• 5.2.1 葉片側(cè)面出氣口堵塞檢測(cè)48-51
• 5.2.2 葉片正面出氣口堵塞檢測(cè)51-55
• 5.2.3 葉片頂部出氣口堵塞檢測(cè)55-58
• 5.2.4 堵塞的DR檢測(cè)和紅外檢測(cè)58-60
• 5.3 影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析60-62
• 第六章 全文總結(jié)與展望62-64
• 6.1 全文總結(jié)62
• 6.2 今后工作展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張淑儀;超聲紅外熱像技術(shù)及其在無(wú)損評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J];應(yīng)用聲學(xué);2004年05期

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本文編號(hào)：858728