气膜孔局部堵塞对叶片压力面冲击-扰流柱-气膜结构综合冷却效率的影响 被引量：9

1

作者 周君辉 张靖周 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2729-2738,共10页

运用数值模拟方法研究了气膜孔局部堵塞对叶片压力面上射流冲击-扰流柱-气膜结构综合冷却效率的影响,重点分析了堵塞位置和堵塞比的影响。研究结果表明:无论是气膜孔内无堵塞还是存在局部堵塞情形,随着吹风比增大,综合冷却效率均呈现逐... 运用数值模拟方法研究了气膜孔局部堵塞对叶片压力面上射流冲击-扰流柱-气膜结构综合冷却效率的影响,重点分析了堵塞位置和堵塞比的影响。研究结果表明:无论是气膜孔内无堵塞还是存在局部堵塞情形,随着吹风比增大,综合冷却效率均呈现逐渐增大的趋势;在低的吹风比下,气膜孔出口-尾缘局部堵塞的综合冷却效率略低于无堵塞气膜孔,而在气膜孔进口-前缘和气膜孔出口-前缘的局部堵塞则导致综合冷却效率有较为轻微的上升;在高吹风比下,位于气膜孔出口-前缘和气膜孔进口-前缘的局部堵塞能够抑制气膜射流与主流相互作用所形成的卵形涡,从而冷却效率下降较少,而气膜孔出口-尾缘的局部堵塞则导致综合冷却效率降低较多;堵塞比对壁面沿程综合冷却效率的影响呈现非单调的变化趋势,这是由于冲击-扰流柱-气膜整体式冷却结构的冷却效果取决于内部强化传热和外部气膜防护的多重作用机制。 展开更多

关键词 涡轮叶片 复合冷却结构 局部堵塞 综合冷却效率 数值模拟

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利用红外技术进行层板冷却特性实验研究 被引量：7

2

作者 马龙 王建华 +1 位作者 吴向宇 杜治能 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期657-661,共5页

为了研究层板冷却特性,应用远红外热像测温技术,对一个真实尺寸的层板结构进行了实验.层板的气膜孔、绕流柱及冲击孔直径分别为0.5,0.8,0.8 mm,内腔高及总板厚分别为0.8,2.6 mm,孔柱数比为1∶4∶1.为了准确测量表面温度,采用了高精度热... 为了研究层板冷却特性,应用远红外热像测温技术,对一个真实尺寸的层板结构进行了实验.层板的气膜孔、绕流柱及冲击孔直径分别为0.5,0.8,0.8 mm,内腔高及总板厚分别为0.8,2.6 mm,孔柱数比为1∶4∶1.为了准确测量表面温度,采用了高精度热电偶校正法,建立修正关系;为了描述层板综合冷却效率,采用热像数字信号运算法,直接进行数据处理.实验在高温亚声速风洞中进行,实验结果展示了冷却介质注射量对层板冷却特性的影响,证明远红外热像技术用来研究层板冷却特性是一种有效的方法. 展开更多

关键词 航空、航天推进系统 层板结构 综合冷却效率 红外热像技术 图形信号处理

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加力燃烧室双层壁隔热屏综合冷却效率的实验研究 被引量：7

3

作者 牛嘉嘉 刘存良 +2 位作者 刘海涌 肖翔 林建府 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期395-405,共11页

为了研究加力燃烧室双层壁隔热屏的冷却特性,进行了综合冷却效率的模化及关键参数的匹配,通过红外测温技术测量了气膜板主流侧的综合冷却效率分布,研究了冲击孔板开孔率(φ=0.5%,0.6%,0.7%,0.8%)和动量比(I=0.02~1.38)对双层壁隔热屏综... 为了研究加力燃烧室双层壁隔热屏的冷却特性,进行了综合冷却效率的模化及关键参数的匹配,通过红外测温技术测量了气膜板主流侧的综合冷却效率分布,研究了冲击孔板开孔率(φ=0.5%,0.6%,0.7%,0.8%)和动量比(I=0.02~1.38)对双层壁隔热屏综合冷却效率的影响。研究结果表明:实验室工况(主流与二次流温度比T_(g)/T_(c)=2)相对于发动机工况(T_(g)/T_(c)=4)的综合冷却效率偏差在0.054以内。沿着主流的流动方向,气膜平板主流侧的综合冷却效率波动增长。随着动量比的增大,冲击驻点区附近的综合冷却效率得到提升,气膜平板中下游的气膜覆盖形状逐渐消失,气膜平板上游的综合冷却效率增幅较大。随着开孔率的提高,冲击孔和气膜孔排布变密,冲击换热增强及气膜叠加效果提升,使开孔率由0.5%增大到0.8%时,面平均综合冷却效率提高21.2%,而主流和二次流的掺混加强了气膜平板主流侧的换热,导致综合冷却效率的增幅下降。 展开更多

关键词 加力燃烧室 隔热屏 冲击发散冷却 模化理论 匹配原则 开孔率 综合冷却效率

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涡轮叶片冷却有效性分析 被引量：6

4

作者 丁阳 常海萍 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期46-51,共6页

为了获得内部换热效率和气膜冷却效率对综合冷却效率的影响规律,建立了简化物理模型对涡轮叶片复合冷却有效性进行分析,得到了内部换热效率与气膜冷却效率对综合冷却效率的影响规律:较低热负荷状态下,内部换热效率提高,综合冷却效率随... 为了获得内部换热效率和气膜冷却效率对综合冷却效率的影响规律,建立了简化物理模型对涡轮叶片复合冷却有效性进行分析,得到了内部换热效率与气膜冷却效率对综合冷却效率的影响规律:较低热负荷状态下,内部换热效率提高,综合冷却效率随之提高,内部换热效率对综合冷却效率影响大;较高热负荷状态下,气膜冷却效率对综合冷却效率影响增大,内部换热效率的影响减弱;过高的热负荷会出现综合冷却效率随着内部换热效率的增加而下降的情况,导致内部冷却失效。 展开更多

关键词 涡轮 冷却 综合冷却效率 相对热负荷 换热效率 气膜冷却效率

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涡轮导向叶片综合冷却效率实验研究 被引量：7

5

作者 王培枭 郭昊雁 +1 位作者 李杰 杨卫华 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1568-1576,共9页

为了研究流动参数对涡轮导向叶片综合冷却效率的影响,采用红外热像仪对叶片表面的温度分布进行了测量,得到了叶片的综合冷却效率随流量比、温比、主流进口雷诺数和湍流度的变化规律。实验过程中,次流与主流的流量比分别为0.15,0.18,0.20... 为了研究流动参数对涡轮导向叶片综合冷却效率的影响,采用红外热像仪对叶片表面的温度分布进行了测量,得到了叶片的综合冷却效率随流量比、温比、主流进口雷诺数和湍流度的变化规律。实验过程中,次流与主流的流量比分别为0.15,0.18,0.20,0.22和0.24;主次流温比分别为1.4,1.7,1.93和2.2;主流进口雷诺数分别为1.0×10^5,1.1×10^5,1.2×10^5,1.3×10^5和1.4×10^5;主流进口湍流度分别为0.506%,8.156%,14.92%。结果表明,综合冷却效率在前缘处最低,沿流向逐渐升高;增大流量比会显著提高叶片的综合冷却效率,在温比为1.93时,流量比由0.15增大至0.24,综合冷却效率平均增加29.3%;温比和主流进口湍流度的增大均不利于综合冷却效率的提升,流量比为0.20时,温比由1.4增大至2.2,综合冷却效率平均下降46.5%,湍流度由0.506%增大至14.92%,综合冷却效率平均降低15.5%;主流进口雷诺数对叶片综合冷却效率的影响很小。 展开更多

关键词 综合冷却效率 涡轮导向叶片 流量比 温比 雷诺数 湍流度

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基于双层壁冷却结构的综合冷效数值解耦研究

6

作者 刘润洲 李海旺 +2 位作者 由儒全 黄毅 陶智 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期71-79,共9页

采用数值解耦的方法,定量分析了双层壁平板冷却结构的综合冷效与内部冷却、气膜孔内冷却和冷气覆盖之间的关系。吹风比为0.25、0.5、1和1.5。通过研究发现,吹风比对双层壁模型的综合冷效有明显影响。当吹风比由0.25增大到1.5时,综合冷... 采用数值解耦的方法,定量分析了双层壁平板冷却结构的综合冷效与内部冷却、气膜孔内冷却和冷气覆盖之间的关系。吹风比为0.25、0.5、1和1.5。通过研究发现,吹风比对双层壁模型的综合冷效有明显影响。当吹风比由0.25增大到1.5时,综合冷效增大57.9%。内部冷却占主导地位的区域主要是冲击气流的驻点区。气膜孔内冷却影响最大的区域为气膜孔出口的上游,而且沿流向孔内冷却的影响逐渐减小。冷气覆盖对综合冷效的影响沿流向逐渐积累,在第3个气膜孔出口附近冷气覆盖的影响最大。而且在冷气覆盖区域的影响要大于在远离气膜孔区域的影响。当吹风比增大至1时,孔内冷却对综合冷效的影响已经超过了冷气覆盖。 展开更多

关键词 综合冷效 气膜冷却 内部冷却 解耦 吹风比 平板模型

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延伸冲击-扇形气膜孔复合结构耦合换热实验与数值研究

7

作者 吴航 杨星 +2 位作者 蔡海扬 刘钊 丰镇平 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期156-167,共12页

针对冲击-气膜复合冷却结构,采用实验与数值方法,对比了基于圆形气膜孔的传统冲击、延伸冲击、小距离冲击、基于扇形气膜孔的传统冲击、延伸冲击5种复合冷却系统的耦合换热和流动特性。采用红外热成像技术,获得了5种复合冷却结构在吹风... 针对冲击-气膜复合冷却结构,采用实验与数值方法,对比了基于圆形气膜孔的传统冲击、延伸冲击、小距离冲击、基于扇形气膜孔的传统冲击、延伸冲击5种复合冷却系统的耦合换热和流动特性。采用红外热成像技术,获得了5种复合冷却结构在吹风比分别为0.6、1.0、1.5时外壁面的综合冷却有效度,并通过数值计算进一步揭示了内部冷却的流动和换热特征。研究结果表明:在不产生额外气动损失的前提下,延伸冲击孔结构可提升内部冷却的换热系数,进而小幅度提升壁面的综合冷却有效度,幅度为1.2%~4.6%,但随着冷气量的增大综合冷却有效度提升幅度有所减小;减小冲击距离能够提升内部冲击换热效果,但不会对综合冷却有效度产生明显影响;采用扇形气膜孔可大幅度提升外部气膜冷却性能,且提升幅度大于采用延伸冲击内部改进结构的。相较于传统的圆形气膜孔-冲击复合冷却结构,在相同冷气量条件下,基于扇形孔的延伸冲击改进方案可将壁面的面平均综合冷却有效度提高7.6%~8.5%,并将系统的流量系数提升30%以上。 展开更多

关键词 耦合换热 延伸冲击 气膜冷却 综合冷却有效度

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气膜孔与冲击孔面积比和动量比对加力燃烧室双层壁隔热屏综合冷却效率的影响 被引量：5

8

作者 牛嘉嘉 刘存良 +2 位作者 刘海涌 肖翔 林建府 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期601-611,共11页

利用冲击/发散双层壁冷却结构可以有效加强冷却效果。针对加力燃烧室隔热屏高效冷却性能的发展要求,基于综合冷却效率模化理论和匹配原则,采用红外测温技术测量了加力燃烧室双层壁隔热屏的综合冷却效率分布,分析了气膜孔与冲击孔面积比(... 利用冲击/发散双层壁冷却结构可以有效加强冷却效果。针对加力燃烧室隔热屏高效冷却性能的发展要求,基于综合冷却效率模化理论和匹配原则,采用红外测温技术测量了加力燃烧室双层壁隔热屏的综合冷却效率分布,分析了气膜孔与冲击孔面积比(A_(f)/A_(i)=1,2,3,4)和动量比(I=0.02~0.88)等参数对加力燃烧室双层壁隔热屏冷却特性的影响规律。研究结果表明:综合冷却效率分布由冲击冷却、气膜冷却及冲击孔和气膜孔的相对位置决定。高冷效区域集中在冲击驻点附近和气膜覆盖的区域。沿着主流的流动方向,气膜板下游的综合冷却效率高于上游的综合冷却效率。随着动量比的增大,综合冷却效率增大。随着气膜孔与冲击孔面积比的增大,气膜板上游的综合冷却效率主要是由于冲击换热的增强而增大,气膜板中下游的综合冷却效率是由于冲击换热和气膜冷却效果的增强而增大。气膜孔与冲击孔面积比由1增大到3,面平均综合冷却效率提高72%,气膜孔与冲击孔面积比由3增大到4时,面平均综合冷却效率提高了12%。 展开更多

关键词 加力燃烧室 隔热屏 冲击发散冷却 面积比 综合冷却效率

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温比对第一级导叶端壁气膜冷却特性的影响 被引量：5

9

作者 袁瑞明 浦健 +2 位作者 王位 王建华 栾永先 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1872-1879,共8页

利用高温风洞及远红外热像技术,在两种主燃气与冷气温比(TR)(1.64、2.68)和4种气膜注射吹风比(BR)(0.6、1.0、1.5、2.0)下,研究了导叶端壁十排复合角度圆形气膜孔的综合冷却效率。对比高、低温比下的实验结果发现:(1)在无气膜时,端壁前... 利用高温风洞及远红外热像技术,在两种主燃气与冷气温比(TR)(1.64、2.68)和4种气膜注射吹风比(BR)(0.6、1.0、1.5、2.0)下,研究了导叶端壁十排复合角度圆形气膜孔的综合冷却效率。对比高、低温比下的实验结果发现:(1)在无气膜时,端壁前缘的最高温点会因主流温度的提高而更靠近叶片前缘;(2)气膜出流时,端壁近吸力面区域冷却效率高于近压力面区域,冷却效率随BR的提高而不断增大,且BR从1.0增加到1.5时,冷却效率增幅最明显;(3)在同一BR下,端壁的综合冷却效率会随TR的增加而提高,但随着BR的不断加大,TR对端壁平均冷却效率的影响逐渐减小,即:相比于TR为1.64下的面平均冷却效率,TR为2.68工况下的平均冷却效率在BR为0.5时可提高18.2%,而在BR为2.0时,其只相对提高了8.8%。 展开更多

关键词 气膜冷却 温比 综合冷却效率 端壁 红外热像仪

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综合冷却效率多参数影响分析 被引量：5

10

作者 李明飞 李雪英 +1 位作者 任静 蒋洪德 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2720-2724,共5页

先进的透平冷却技术趋于复杂化、多样化,冷却系统的综合冷却效果是各冷却部件共同作用的结果。本文针对冷却传热构建基于冷气温升系数和内外换热比的一维耦合传热关联式,并借助绝热/耦合实验结果进行适用性验证,进而进行综合冷却效率的... 先进的透平冷却技术趋于复杂化、多样化,冷却系统的综合冷却效果是各冷却部件共同作用的结果。本文针对冷却传热构建基于冷气温升系数和内外换热比的一维耦合传热关联式,并借助绝热/耦合实验结果进行适用性验证,进而进行综合冷却效率的多参数影响定量分析和敏感性分析.研究表明,所构建的一维耦合传热模型能够分离各局部冷却参数的影响·,其在预测综合冷却效率上与实验测量结果吻合较好,其适用性得到验证·;各局部冷却参数中,气膜效率、内部换热系数、热障涂层毕渥数与综合冷却效率正相关,冷气温升系数,金属毕渥数与综合冷却效率负相关;热障涂层的存在会削弱内外冷却参数的敏感性;通过对综合冷却效率等值线图的分析,可以进一步得到各参数细节的定量及敏感性分析结论。 展开更多

关键词 综合冷却效率 一维模型 敏感性分析

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气膜孔布置对旋流双层壁结构流动传热特性影响研究

11

作者 张建 郑群 +1 位作者 曹福堃 姜玉廷 《热能动力工程》 CSCD 北大核心 2023年第12期46-56,共11页

为了研究气膜孔复合角和孔排布方式对冲击诱导旋流气膜双层壁冷却流动与耦合传热的影响,采用流固耦合的数值计算方法,对不同吹风比下4种气膜孔复合角的综合冷却效率和射流流动结构进行了详细研究,同时研究了两种气膜孔排布方式对旋流双... 为了研究气膜孔复合角和孔排布方式对冲击诱导旋流气膜双层壁冷却流动与耦合传热的影响,采用流固耦合的数值计算方法,对不同吹风比下4种气膜孔复合角的综合冷却效率和射流流动结构进行了详细研究,同时研究了两种气膜孔排布方式对旋流双层壁结构流动和传热的影响,揭示了4种气膜孔复合角θ下射流空间旋涡的形成、发展和演化过程,并对比分析了不同吹风比下4种气膜孔复合角对面积平均综合冷却效率和总压损失系数的影响。结果表明:气膜孔排布方式不同时,气膜孔复合角对综合冷却效率的影响相差较大。吹风比为1.0时,单旋流交错排布方式下增大气膜孔复合角可以有效提高射流的展向覆盖范围,从而提高综合冷却效率,θ=30°时的面积平均综合冷却效率比θ=0°时高约14.22%;双旋流交错排布时θ=30°比θ=0°时的面积综合冷却效率提高约4.58%。吹风比增加到2.0时,由于射流穿透主流吹离了冷却壁面,降低了气膜保护效果,使得冷却壁面均匀性变差,并且双旋流交错排布时尤为明显。随着吹风比的增加,两种气膜孔排布方式的总压损失系数均呈指数形式增加。 展开更多

关键词 双层壁冷却 旋流冷却 气膜孔复合角 耦合传热 综合冷却效率

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带前缘冲击的一体化加力支板内外耦合传热数值研究

12

作者 韦裕恒 谭晓茗 +4 位作者 黄晓锋 李文 张靖周 邓远灏 单勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期142-155,共14页

以全气膜覆盖的一体化加力支板为研究对象,将冲击板布置于支板内腔中,研究气膜出流-前缘冲击复合冷却结构下一体化加力支板内外流气-固耦合传热特性。开展了不同主次流温比(2.24~2.76)、不同冲击间距(H/D=1,2.5,4)等参数对支板内外流动... 以全气膜覆盖的一体化加力支板为研究对象,将冲击板布置于支板内腔中,研究气膜出流-前缘冲击复合冷却结构下一体化加力支板内外流气-固耦合传热特性。开展了不同主次流温比(2.24~2.76)、不同冲击间距(H/D=1,2.5,4)等参数对支板内外流动特性、内外壁面对流换热系数分布和支板综合冷却效率的影响规律分析。研究结果表明:冲击板结构改变了支板腔内冷气流动及各排气膜孔流量分配,随着冲击间距的增大,冲击腔内对应气膜孔冷气量依次下降2.68%,3.80%,7.14%;此外,冲击板结构增强了支板前缘内外壁面对流换热,其中对内壁面对流换热的强化更为显著,前缘冲击滞止线处对流换热系数提升幅度依次为298.3%,354.5%,271.9%;冲击板的存在提高了壁温分布均匀性,而整体平均综合冷效随冲击间距的增大而增大,分别提升1.64%,2.26%,2.62%;随着主次流温比的增大,支板的综合冷效减小,但是下降的趋势逐渐减小;在主次流流量不变的情况下,随着冲击间距的增大,主次流压比减小,相比无冲击板模型,其变化幅度依次为0.395%,0.012%,-0.650%。 展开更多

关键词 一体化加力支板 气膜冷却 冲击冷却 对流换热 综合冷效 耦合传热

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冲击/逆向对流/发散冷却与冲击/发散冷却的冷却效率对比

13

作者 卓运铎 郎旭东 曹俊 《现代制造技术与装备》 2023年第12期165-167,共3页

为解决燃烧室火焰筒下游壁温过高的问题,对冲击/逆向对流/发散冷却和冲击/发散冷却的综合冷却效率进行对比分析。结果表明:冲击/逆向对流/发散冷却降低了上游1/3区域的冷却效率,强化了下游冲击换热,提高了下游2/3区域的冷却效率;起始气... 为解决燃烧室火焰筒下游壁温过高的问题,对冲击/逆向对流/发散冷却和冲击/发散冷却的综合冷却效率进行对比分析。结果表明:冲击/逆向对流/发散冷却降低了上游1/3区域的冷却效率,强化了下游冲击换热,提高了下游2/3区域的冷却效率;起始气膜可以有效弥补冲击/逆向对流/发散冷却在上游发散孔的冷却效率,提高了整体冷却效率。 展开更多

关键词 冲击/逆向对流/发散冷却 冲击/发散冷却 综合冷却效率 数值模拟

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狭缝喷注-发散冷却的综合冷却效果数值研究 被引量：4

14

作者 渠立红 张靖周 谭晓茗 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期849-856,共8页

为了研究发散孔阵列上游设置狭缝喷注的狭缝喷注-发散冷却组合方式的综合冷却效果,采用数值模拟方法对其冷却效果进行了研究,并在相同的冷却空气流量下与纯发散冷却方式进行了对比分析。结果表明:狭缝-发散孔组合冷却方式显著改善了发... 为了研究发散孔阵列上游设置狭缝喷注的狭缝喷注-发散冷却组合方式的综合冷却效果,采用数值模拟方法对其冷却效果进行了研究,并在相同的冷却空气流量下与纯发散冷却方式进行了对比分析。结果表明:狭缝-发散孔组合冷却方式显著改善了发散孔阵列前区的冷却效果,平均冷却效果可以提升12%~16%;该组合冷却方式因狭缝喷注的分流而使得发散孔吹风比相对纯发散冷却有所减小,导致在小吹风比下发散孔下游区域的综合冷却效果低于单纯发散冷却结构,而在吹风比较大时,组合冷却方式与单纯发散冷却结构在发散孔阵列后区的综合冷却效果基本一致;随着狭缝高度的增加,发散孔阵列前区的综合冷却效果有所增强,而在发散孔阵列后区,综合冷却效果却略有下降。 展开更多

关键词 狭缝喷注 发散冷却 组合冷却方式 综合冷却效果 数值模拟

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双层壁冷却结构综合冷却效率和相对压力损失多目标优化

15

作者 王晨 张靖周 王春华 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期101-108,共8页

在典型燃烧室工作环境下,针对特定双层壁冷却结构,以综合冷却效率和相对压力损失为优化目标,采用径向基神经网络构建数学模型,通过遗传优化算法实现多目标优化,旨在提高其气动和传热性能。在给定的双层壁冷却结构参数范围内,优化后双层... 在典型燃烧室工作环境下,针对特定双层壁冷却结构,以综合冷却效率和相对压力损失为优化目标,采用径向基神经网络构建数学模型,通过遗传优化算法实现多目标优化,旨在提高其气动和传热性能。在给定的双层壁冷却结构参数范围内,优化后双层壁冷却结构的最大综合冷却效率为0.89,而相对压力损失可降至0.17%。 展开更多

关键词 双层壁冷却结构 综合冷却效率 相对压力损失 遗传优化算法

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折流燃烧室外环前端发散孔综合冷却效率模型实验 被引量：4

16

作者 任孝文 张靖周 +2 位作者 谭晓茗 王倚阳 宋双文 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1321-1327,共7页

针对某型折流燃烧室外环壳体前端典型区域,设计了模拟主流局部流场的发散冷却模型.通过红外热像仪测量发散孔板表面的温度场,分析比较了吹风比、发散孔阵列方式、孔径及开孔率对综合冷却效率的影响.发散孔阵列方式有正菱形、长菱形和超... 针对某型折流燃烧室外环壳体前端典型区域,设计了模拟主流局部流场的发散冷却模型.通过红外热像仪测量发散孔板表面的温度场,分析比较了吹风比、发散孔阵列方式、孔径及开孔率对综合冷却效率的影响.发散孔阵列方式有正菱形、长菱形和超长菱形3种,孔径变化范围为0.6~1.0mm,开孔率范围为3%~6%,吹风比变化范围为1~6.结果表明:由于壳体前端回流区的影响,发散孔板综合冷却效率沿主流方向整体呈现先升高后降低的趋势.吹风比为2时的综合冷却效率最高,发散孔阵列呈长菱形排布较优.在相同的开孔率下,孔径的减小有利于改善综合冷却效率.发散孔板开孔率从3%增加到4.8%可以显著提高综合冷却效率. 展开更多

关键词 折流燃烧室 发散冷却 综合冷却效率 模型实验 局部回流区

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高压涡轮转子叶片内部气流组织方式研究 被引量：4

17

作者 朱兴丹 谭晓茗 +2 位作者 郭文 张靖周 王永明 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3273-3282,共10页

为了获得涡轮转子叶片内部冷却结构的冷却性能,采用气热耦合计算的方法分析了在相同冷气总量条件下3种不同的气流组织方式对叶片冷却效果的影响,并选择其中相对优化的冷却结构进行了转速对进气压力和综合冷却效率的影响研究。结果表明,... 为了获得涡轮转子叶片内部冷却结构的冷却性能,采用气热耦合计算的方法分析了在相同冷气总量条件下3种不同的气流组织方式对叶片冷却效果的影响,并选择其中相对优化的冷却结构进行了转速对进气压力和综合冷却效率的影响研究。结果表明,B型结构叶片气流组织较为合理,表面温度较为均匀,整体冷却效率得到有效提高;哥氏力和离心浮升力的存在导致冷却气流发生相应偏转,前缘滞止线随转速增加由压力面向吸力面偏移,同时前缘气膜出流随转速发生变化,随着转速增大,压力面综合冷却效率提高,吸力面综合冷却效率下降。 展开更多

关键词 涡轮叶片 转子 冷却结构 气流组织 综合冷却效率 气热耦合计算

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曲面对层板/热障涂层耦合结构冷却特性的影响

18

作者 黄鑫 浦健 +1 位作者 王建华 高润毅 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1800-1807,共8页

先进的双层壁化叶片表面喷涂热障涂层是提升未来航空发动机热效率的关键技术之一。本文利用数值模拟探讨了壁面曲率对涂敷热障涂层的双层层板冷却结构体系中各热防护措施(包括:气膜冷却、内部近壁换热及表面涂层隔热)的影响,并在不同热... 先进的双层壁化叶片表面喷涂热障涂层是提升未来航空发动机热效率的关键技术之一。本文利用数值模拟探讨了壁面曲率对涂敷热障涂层的双层层板冷却结构体系中各热防护措施(包括:气膜冷却、内部近壁换热及表面涂层隔热)的影响,并在不同热障涂层厚度和冷/热气流吹风比下,开展了金属表面综合冷却效率(Φ)和TBC热防护效率()对壁面曲率的敏感性分析。结果表明:曲面对气膜效率和热障涂层热防护作用影响较大,但几乎不会影响内部传热。凸面模型具有最高的气膜效率,而在凹面模型中使用热障涂层会产生最大的Φ增量。整体来看,凸面具有最高的Φ和τ,凹面下这两种效率均最低。吹风比增加会显著降低Φ和τ对曲面的敏感性。热障涂层厚度增加会削弱对曲面的敏感性,但会增强τ对曲面的敏感性。 展开更多

关键词 曲面 层板冷却 热障涂层 综合冷却效率 耦合传热

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高压涡轮工作叶片综合冷却效果试验研究

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作者 武峰 张魏 +1 位作者 何洪斌 李广超 《热能动力工程》 CSCD 北大核心 2023年第12期114-120,共7页

为探究不同气动参数对涡轮工作叶片冷却性能的影响,通过试验研究了中温中压工况下高压涡轮工作叶片综合冷却效果分布,主要讨论燃气与冷气的温比、冷气与燃气的质量流量比和栅后雷诺数对综合冷却效果的影响。试验温比变化范围为1.3~2.1,... 为探究不同气动参数对涡轮工作叶片冷却性能的影响,通过试验研究了中温中压工况下高压涡轮工作叶片综合冷却效果分布,主要讨论燃气与冷气的温比、冷气与燃气的质量流量比和栅后雷诺数对综合冷却效果的影响。试验温比变化范围为1.3~2.1,质量流量比变化范围为0.002~0.02,栅后雷诺数变化范围为2.9×10^(5)~4.8×10^(5)。结果表明:不同气动参数下,综合冷却效果较低位置出现在叶片前缘和尾缘,较高冷却效果出现在叶背1/4和1/2相对弧长位置;当质量流量比从0.008增加到0.014、温比分别为1.40,1.67和1.90时的综合冷却效果分别提高了44.4%,44.5%和34.4%;当温比从1.8增加到2.1、质量流量比为0.008,0.011和0.015时的综合冷却效果分别降低了3.6%,1.6%和4.2%;当栅后雷诺数从2.9×10^(5)增加到4.8×10^(5)、温比为0.011、质量流量比为1.67时,综合冷却效果降低了20.7%。 展开更多

关键词 工作叶片 温比 质量流量比 栅后雷诺数 综合冷却效果

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孔布局对切向发散结构综合冷却效率的影响

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作者 杨光 邵卫卫 张哲巅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期166-175,共10页

为了进一步提高燃气轮机燃烧室冷却效率,采用热流固耦合方法以及Realizable k-ε模型,在两种吹风比下,对4种不同布局的切向发散冷却结构的流动和传热特性进行了对比分析。研究结果表明,在吹风比2.2时,冷却射流之间相互独立,孔布局对切... 为了进一步提高燃气轮机燃烧室冷却效率,采用热流固耦合方法以及Realizable k-ε模型,在两种吹风比下,对4种不同布局的切向发散冷却结构的流动和传热特性进行了对比分析。研究结果表明,在吹风比2.2时,冷却射流之间相互独立,孔布局对切向发散冷却结构的影响较小。在吹风比10.4时,正对排列结构的冷却射流交叉互补,更易形成全覆盖冷却气膜;而采用交叉排列结构由于各排冷却射流互相叠加,抬升涡增强使得冷却射流脱离壁面,导致展向均匀性变差且综合冷却效率降低。沿轴向等间距比“前密后疏”排列的综合冷却效率峰值更高。正对且等间距排列结构具有最佳的冷却效果,随着吹风比的增大,综合冷却效率提升幅度最大为17.6%,比交叉排列的两种结构综合冷却效率高出约46%。基于模拟结果拟合了正对且等间距孔布局的首排孔冷却效率关联式,试验值与模拟结果的误差在±2%以内。 展开更多

关键词 燃气轮机 孔布局 切向发散 综合冷却效率 热流固耦合

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