渦輪葉片流動(dòng)換熱的特性研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的“心臟”，對(duì)飛機(jī)性能的提升起著決定性作用，而發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升很大程度上依賴于渦輪前總溫的提高。近年來，燃燒室出口的溫度逐年增加，致使渦輪葉片的工作環(huán)境變得越來越惡劣，葉片的工作溫度也已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于材料允許的耐熱溫度。因此，必須采取有效的冷卻方式對(duì)渦輪葉片進(jìn)行冷卻保護(hù)，這樣才能確保發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性，延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。
　　渦輪一級(jí)導(dǎo)向葉片直接面對(duì)來自燃燒室燃?xì)獾臒釠_擊，其前緣和緣板區(qū)域的流動(dòng)和傳熱均異常復(fù)雜，且此區(qū)

2、域更加易于被高溫燃?xì)馑鶡g，因此本文對(duì)某一特定渦輪導(dǎo)向葉片的前緣區(qū)域和緣板區(qū)域的流動(dòng)換熱特性分別進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容為：
　　葉片前緣流動(dòng)換熱特性研究，建立了12個(gè)不同葉片前緣結(jié)構(gòu)的模型，通過數(shù)值計(jì)算的方法，分別研究了次流雷諾數(shù)、吹風(fēng)比及氣膜孔形狀對(duì)氣膜孔流量系數(shù)和葉片表面平均絕熱冷卻效率的影響，研究結(jié)果表明，（1）在相同形狀氣膜孔下，氣膜孔的流量系數(shù)隨著次流雷諾數(shù)的增加而增加，在低次流雷諾數(shù)下，流量系數(shù)增幅明顯。（2）在相同次流

3、雷諾數(shù)下，復(fù)合形狀氣膜孔的流量系數(shù)要比圓柱形孔的大。（3）對(duì)于吸力面有氣膜孔排的模型，葉片表面的平均絕熱冷卻效率隨著吹風(fēng)比的增加先增加后減小，在氣膜再附壁區(qū)域，平均絕熱冷卻效率又有所增加；對(duì)于壓力面有氣膜孔排的模型，靠近氣膜孔出口附近的絕熱冷卻效率隨著吹風(fēng)比的增加而減小，且平均絕熱冷卻效率沿葉片型面逐漸降低。
　　渦輪葉片緣板的流動(dòng)換熱特性研究，通過建立幾種不同緣板間隙模型，運(yùn)用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，研究不同緣板間隙下緣板