對常規(guī)渦輪葉片瞬態(tài)傳熱測試及分析方法的改進.pdf

1、本論文主要闡述了針對常規(guī)的渦輪葉片瞬態(tài)傳熱實驗測試及分析方法進行的從實驗和數(shù)值方面改進的研究。渦輪葉片是渦輪中最重要的部件之一,需要承受高溫高壓高速的工作條件。針對渦輪葉片的冷卻技術的研究已經(jīng)有很長時間,但是對于葉片傳熱規(guī)律總體上還是缺乏深入的了解。因此,精確及穩(wěn)定可靠的葉片傳熱實驗測量及分析方法,是進行葉片傳熱研究的基礎。
　　本論文首先介紹了在國家自然科學基金的支持下,交大密西根學院跨音速風洞測試平臺的詳細設計與系統(tǒng)搭建。具體

2、工作包括擴散段氣流分布器設計,模塊化跨音速測試段設計等。這是國內首個針對渦輪葉尖進行在跨音速條件下的瞬態(tài)傳熱研究的測試平臺。在此平臺上,本文采用紅外熱測量技術進行了渦輪葉片葉尖部分的跨音速條件下的瞬態(tài)傳熱實驗,并且應用了經(jīng)過數(shù)值方法驗證的傳熱分析方法,取得了跨音速條件下的葉尖對流換熱系數(shù)分布結果。
　　本論文開發(fā)了一種新的對傳熱實驗測量中邊角位置的熱傳導進行的數(shù)值矯正方法。在常規(guī)的瞬態(tài)傳熱實驗測量分析中,一維半無限大的傳熱假設被廣

3、泛使用。但是,在橫向熱傳導比較明顯的位置,特別是接近邊角的位置,一維半無限大假設的直接應用會對測量結果分析造成很大的誤差。雖然這個問題可以通過三維的數(shù)值傳熱計算解決,但是這種方法需要獲得在邊角位置附近的所有面的熱邊界條件,從實驗測量來說,比較復雜且耗時。
　　本論文開發(fā)的新方法能夠很好地矯正邊角位置的由于橫向熱傳導造成的誤差。這種方法主要是基于對于二維的溫度變化過程,實際是由于橫向和縱向的熱傳導在時間和空間上的積累過程的認識。通過