有射流沖擊、旋流和氣膜出流的梯形通道內(nèi)流動特性的研究.pdf

1、隨著鑄造技術的突破，使得在傳統(tǒng)葉片內(nèi)部鑄出更微小的冷卻通道成為可能，并且可以在微小通道中使用沖擊冷卻。由于射流沖擊有著較高的換熱效率，并且鑄造的腔室空間較小，射流在腔內(nèi)形成較為強烈的旋渦使整個通道內(nèi)的換熱效果得到顯著改善。此項技術用于燃氣渦輪發(fā)動機渦輪葉片的冷卻，將能收到顯著提高燃氣溫度、減少冷氣消耗的效果。本文以渦輪葉片內(nèi)部梯形截面的冷氣通道為對象，考慮射流，旋流，氣膜孔溢流的綜合作用，在放大模型上詳細研究通道內(nèi)部及出流孔內(nèi)流動特性，

2、以深入了解該冷卻方案的強化換熱機理。 文中介紹了以下工作：1.測量通道內(nèi)的速度場及沿通道的壓力分布，獲取通道內(nèi)的流場特性和流動結構，并研究射流和旋流相互作用。2.測量通道側(cè)壁出流孔和氣膜出流孔內(nèi)的流場和流量系數(shù)，了解不同雷諾數(shù)及不同射流角度，橫流對孔內(nèi)流場和流量系數(shù)的影響。3.采用七孔壓力探針測量大角度射流，進行了七孔壓力探針的設計、加工、校準及具體應用，開發(fā)數(shù)據(jù)采集程序和實驗數(shù)據(jù)后處理程序。4.應用商用軟件(FLUENT)對實

3、驗模型進行數(shù)值模擬，得到的數(shù)值結果與實驗結果進行比較。在對沖擊/旋流/氣膜出流冷卻結構進行系統(tǒng)研究后，得出以下主要結論：1)射流、橫流、不同位置出流對通道流場影響很大。在不同射流角度的錯排射流的冷卻通道中，大射流從射流孔沖擊出來后在通道內(nèi)形成旋渦，并使旋渦變得更強烈。氣膜孔出流流量和出流位置對通道內(nèi)流場的影響很小。不同氣膜出流流量對靶面附近流場有影響，但對整個通道內(nèi)流動變化影響非常小。橫流流量大小對旋渦強度幾乎沒有影響。2)側(cè)壁出流孔流