橫向進(jìn)氣對氣膜冷卻效率和流動換熱的影響.pdf

1、目前航空發(fā)動機(jī)的葉片冷卻主要分為內(nèi)部冷卻和外部冷卻，內(nèi)部冷卻主要有射流冷卻、多程彎折帶肋通道、繞流柱冷卻等，外部冷卻主要有氣膜冷卻和熱障涂層。氣膜冷卻在諸多冷卻方式中是非常重要的。但是傳統(tǒng)氣膜冷卻的研究中，冷卻氣流大都是通過壓力倉供氣。然而在真實的渦輪葉片，很多時候?qū)τ跉饽だ鋮s，冷卻氣流的進(jìn)氣方向與主流的流向是相互垂直的。
　　基于這一背景，本文研究了圓柱形孔和扇形孔兩種孔型，當(dāng)二次流與主流垂直進(jìn)氣，不同橫流比(Cr=0.5~3.

2、0)和吹風(fēng)比(Br=0.5~2.0)對氣膜孔排孔下游的絕熱冷卻效率、對流換熱增強(qiáng)比、流量系數(shù)的影響。結(jié)果表明：橫向進(jìn)氣時，進(jìn)入氣膜孔的冷卻氣流在氣膜孔內(nèi)形成旋流流動，使得氣流從氣膜孔流出后與主流的相互作用更加復(fù)雜。對于圓柱形孔，吹風(fēng)比較低時，橫向進(jìn)氣對于展向的氣膜絕熱冷效影響較小；吹風(fēng)比較高時，橫向進(jìn)氣帶來氣膜冷卻效率的增強(qiáng)，改善了氣膜的貼壁效果，橫流比為2時氣膜冷卻效率相對較高；吹風(fēng)比較低時，橫向進(jìn)氣對換熱增強(qiáng)比的影響很??；吹風(fēng)比較高

3、，橫流比較低時對換熱增強(qiáng)比的影響不大，但橫流比較高時，對流換熱增強(qiáng)比均比沒有橫向進(jìn)氣高，并且對流換熱增強(qiáng)比隨著橫流比的增加而增加；在吹風(fēng)比相同時，隨著橫流比的增加，氣膜孔的流量系數(shù)均減小。并且有橫向進(jìn)氣時流量系數(shù)比沒有橫向進(jìn)氣的基準(zhǔn)情形有了比較明顯的下降。對于扇形孔，吹風(fēng)比一定時，橫向進(jìn)氣會使得氣膜孔出口中心線上的的絕熱冷效下降；吹風(fēng)比較低時，不同橫流比下壁面的平均對熱換熱增強(qiáng)比幾乎相同。在吹風(fēng)比較高時，橫向進(jìn)氣相對于沒有橫向進(jìn)氣的基準(zhǔn)