單孔射流附壁流場特性的高速紋影研究.pdf

1、現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)不斷提升入口工質(zhì)溫度以增強(qiáng)循環(huán)熱效率，但同時(shí)也導(dǎo)致了工作部件熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷不斷增加。為了確保設(shè)備性能，延長使用壽命，有效冷卻燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)部高溫部件就顯得非常重要。目前，已開發(fā)的冷卻措施主要有氣膜冷卻、對流冷卻、發(fā)散冷卻和復(fù)合冷卻等，其中，氣膜冷卻技術(shù)的使用最為廣泛，工業(yè)應(yīng)用前景尤為廣闊。國內(nèi)外學(xué)者已從氣膜孔的幾何參數(shù)和冷卻流場氣動(dòng)參數(shù)方面著手研究影響氣膜冷卻效率的因素。
　　本文以觀察研究平板氣膜冷卻流場中的溫度場、速

2、度場和渦量場等特性為目的。前期在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搭建和紋影光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及調(diào)試方面做了大量的準(zhǔn)備工作，并總結(jié)了現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置存在的不足之處且提出了較可能的改善方法。在主流為1.8m/s，射流角度為30度、45度和60度，射流速度為0.35m/s、0.58 m/s、0.81m/s、1.16m/s和1.74m/s的實(shí)驗(yàn)工況下，使用直流風(fēng)洞裝置，運(yùn)用高速攝影紋影系統(tǒng)，對圓形單孔進(jìn)行了大量的無主流射流附壁流場和有主流氣膜冷卻流場的紋影實(shí)驗(yàn)，獲取了較多的紋

3、影圖像。在數(shù)值模擬方面，主要對氣膜冷卻流場的溫度場、速度場、密度場和渦量場進(jìn)行了較仔細(xì)的分析。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結(jié)果主要工作內(nèi)容和結(jié)論有：
　　1、使用紋影法可以清楚觀察到射流的形狀結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，并能夠區(qū)分射流在不同射流角度和速度工況下流場的差異性變化。2、分析射流瞬態(tài)紋影圖像，能夠觀察到射流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，發(fā)展趨勢，特別是渦的生成、發(fā)展、遷徙、擴(kuò)散和破碎過程。3、驗(yàn)證了射流 K-H不穩(wěn)定性存在的現(xiàn)象,即如果初始流態(tài)是層流狀態(tài)，則射流