渦輪葉片刮磨傳熱特性研究.pdf

1、航空發(fā)動機(jī)中渦輪葉片刮磨對整機(jī)性能和耐久性有著較為嚴(yán)重的影響，為了提高發(fā)動機(jī)的效率和可靠性，需要對葉片刮磨傳熱特性進(jìn)行更深入的研究。本文以航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片與機(jī)匣之間的刮磨現(xiàn)象為研究背景，通過實驗和數(shù)值計算的方法，研究不同刮磨參數(shù)對渦輪葉片刮磨傳熱特性的影響規(guī)律。具體的研究內(nèi)容如下：
　　首先通過能量法對渦輪葉片表面發(fā)射率進(jìn)行測量，得到測試葉片的發(fā)射率數(shù)據(jù)。然后對渦輪葉片與機(jī)匣陶瓷涂層的刮磨特性進(jìn)行了實驗研究，著重分析了不同刮磨深

2、度，刮磨速率，輪盤線速度對刮磨溫度及刮磨力的影響規(guī)律。實驗表明：刮磨發(fā)生后極短的時間內(nèi)，刮磨溫度迅速上升，此時葉片溫度梯度極大；在其他兩個刮磨參數(shù)不變的情況下：刮磨溫度隨著刮磨深度和輪盤線速度的增加而上升，隨著葉片刮磨速率的增加先增大后減??；刮磨力隨著葉片刮磨速率和刮磨深度的增加而增大，但隨著輪盤線速度的增加而減小。
　　最后結(jié)合實驗結(jié)果對刮磨過程中葉片的傳熱特性進(jìn)行全三維耦合計算。數(shù)值計算較為詳細(xì)地分析了渦輪轉(zhuǎn)速、刮磨深度、刮磨

3、速率等對刮磨溫度的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明：通過控制熱流的方法可以有效計算出葉片的刮磨溫度。在其他兩個刮磨參數(shù)不變的情況下，刮磨溫度隨刮磨深度和渦輪轉(zhuǎn)速的的增加而增加，隨刮磨速率的增加而減小；葉尖的溫升隨著刮磨深度的增加而增大，隨渦輪轉(zhuǎn)速和刮磨速率的增加而減小。刮磨時葉尖溫度最高可達(dá)葉片材料的極限，發(fā)生刮磨有可能導(dǎo)致葉片燒蝕甚至損壞。刮磨產(chǎn)生的刮磨熱對葉柵通道內(nèi)溫度分布的影響非常小。同時數(shù)值計算還分析了在葉片徑向伸長的過程中葉尖流動換熱特