有射流沖擊、旋流和氣膜出流的梯形通道內流動特性的研究.pdf

1、隨著鑄造技術的突破，使得在傳統(tǒng)葉片內部鑄出更微小的冷卻通道成為可能，并且可以在微小通道中使用沖擊冷卻。由于射流沖擊有著較高的換熱效率，并且鑄造的腔室空間較小，射流在腔內形成較為強烈的旋渦使整個通道內的換熱效果得到顯著改善。此項技術用于燃氣渦輪發(fā)動機渦輪葉片的冷卻，將能收到顯著提高燃氣溫度、減少冷氣消耗的效果。本文以渦輪葉片內部梯形截面的冷氣通道為對象，考慮射流，旋流，氣膜孔溢流的綜合作用，在放大模型上詳細研究通道內部及出流孔內流動特性，

2、以深入了解該冷卻方案的強化換熱機理。 文中介紹了以下工作：1.測量通道內的速度場及沿通道的壓力分布，獲取通道內的流場特性和流動結構，并研究射流和旋流相互作用。2.測量通道側壁出流孔和氣膜出流孔內的流場和流量系數(shù)，了解不同雷諾數(shù)及不同射流角度，橫流對孔內流場和流量系數(shù)的影響。3.采用七孔壓力探針測量大角度射流，進行了七孔壓力探針的設計、加工、校準及具體應用，開發(fā)數(shù)據(jù)采集程序和實驗數(shù)據(jù)后處理程序。4.應用商用軟件(FLUENT)對實

3、驗模型進行數(shù)值模擬，得到的數(shù)值結果與實驗結果進行比較。在對沖擊/旋流/氣膜出流冷卻結構進行系統(tǒng)研究后，得出以下主要結論：1)射流、橫流、不同位置出流對通道流場影響很大。在不同射流角度的錯排射流的冷卻通道中，大射流從射流孔沖擊出來后在通道內形成旋渦，并使旋渦變得更強烈。氣膜孔出流流量和出流位置對通道內流場的影響很小。不同氣膜出流流量對靶面附近流場有影響，但對整個通道內流動變化影響非常小。橫流流量大小對旋渦強度幾乎沒有影響。2)側壁出流孔流