上游尾跡對氣膜冷卻影響的研究.pdf

1、氣膜冷卻在現(xiàn)代航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的冷卻結(jié)構(gòu)中具有十分重要的作用。隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷發(fā)展，氣膜冷卻技術(shù)也不斷面臨新的挑戰(zhàn)。近年來，在葉柵通道中轉(zhuǎn)-靜葉排之間的干涉尾跡對氣膜冷卻效果的影響成為國內(nèi)外關(guān)注的研究問題之一，本文針對這一問題展開相應(yīng)的研究。
　　首先針對經(jīng)典平板氣膜冷卻模型，利用數(shù)值計(jì)算對受到上游定常尾跡影響下的平板氣膜冷卻問題進(jìn)行研究，通過對比和分析幾種氣膜孔型、尾跡位置、尾跡寬度等條件下的出口下游溫度場和流場，得到

2、這些因素對氣膜冷卻特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：上游尾跡對氣膜冷卻的影響存在雙重作用機(jī)制：一方面，上游尾跡的存在易導(dǎo)致在主流中形成低速區(qū)，提高了主流的湍流度，在與冷卻氣體的交匯時(shí)加強(qiáng)了冷熱流體的摻混作用，具有不利于氣膜冷卻的影響機(jī)制；另一方面，上游尾跡的存在可以抑制反向渦對的發(fā)展，從而具有提高冷卻氣流側(cè)向擴(kuò)展和再附壁能力的機(jī)制，又體現(xiàn)出改善氣膜冷卻效率的作用機(jī)制。因此，上游尾跡對于氣膜冷卻特性的影響非常復(fù)雜。圓形、扇形和類縫形等三種孔型

3、冷卻效果受尾跡影響的程度不同，圓孔受影響程度最大，類縫形孔受影響程度最??；尾跡發(fā)生器橫向和縱向位置放生改變時(shí)，尾跡對氣膜孔流場的影響也相應(yīng)發(fā)生變化；在低吹風(fēng)比下尾跡影響使得氣膜冷卻效率的減小，但對于高動(dòng)量氣膜射流噴吹情形，尾跡效應(yīng)反而提高了氣膜冷卻效率；尾跡寬度越大，尾跡對氣膜冷卻的影響效果越顯著。
　　同時(shí)，利用實(shí)驗(yàn)手段對上述規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)證，尾跡對氣膜冷卻效率的影響規(guī)律與數(shù)值計(jì)算所得到的結(jié)論吻合，由此可以驗(yàn)證本文的計(jì)算模型和計(jì)算方