氣流沖角及孔型對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)靜葉前緣氣膜冷卻特性影響.pdf

1、燃?xì)廨啓C(jī)葉片的前緣是最關(guān)鍵的傳熱區(qū)，工業(yè)界通常采用氣膜冷卻來(lái)保護(hù)前緣。前緣氣膜冷卻可降低高溫氧化,蠕變,腐蝕,熱力疲勞,從而增加部件壽命。
　　本文針對(duì)具有三列叉排圓形氣膜冷卻孔的燃?xì)廨啓C(jī)葉片前緣的高溫冷卻問(wèn)題，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬。實(shí)驗(yàn)在常溫、低速風(fēng)洞中進(jìn)行，運(yùn)用紅外熱像儀拍攝試件表面溫度場(chǎng)，采用瞬態(tài)測(cè)量方法同時(shí)獲得氣膜有效度和對(duì)流換熱系數(shù)；運(yùn)用數(shù)值模擬軟件FLUENT獲得了氣膜有效度以及流場(chǎng)。分析了孔型(圓孔和成形孔)、沖角(

2、0°/5°/10°)在不同吹風(fēng)比(0.5－2)條件下對(duì)前緣氣膜冷卻流場(chǎng)和氣膜有效度的影響。結(jié)果表明孔型和沖角是影響前緣氣膜冷卻流場(chǎng)和冷卻效果有重要影響：
　　成型孔較圓孔在吹風(fēng)比較大時(shí)冷卻效果要好，在吹風(fēng)比較小時(shí)效果相當(dāng)，甚至略差些?？仔偷母淖儗?duì)氣膜孔出口處的流場(chǎng)有直接的影響，成形孔的使用減弱了冷卻工質(zhì)出口處的渦系。
　　沖角的變化對(duì)前緣氣膜孔出口的流線有較大影響；沖角變化在平均吹風(fēng)比為1或更小時(shí)影響較明顯，在吹風(fēng)比更大時(shí)對(duì)

3、前緣冷卻效果影響不大。中心氣膜孔與左、右兩側(cè)氣膜孔之間的區(qū)域?qū)_角的變化比較敏感。無(wú)論是圓孔還是成形孔，沖角的變化對(duì)二者氣膜有效度的影響有類似的規(guī)律。中心氣膜孔與左側(cè)氣膜孔之間的區(qū)域在5沖角時(shí)冷卻有效度最低，隨著沖角的增加，左側(cè)下游區(qū)域的氣膜有效度下降，右側(cè)下游區(qū)域的氣膜有效度上升；在平均吹風(fēng)比為1時(shí)，右側(cè)下游區(qū)域隨著沖角的增加沒(méi)有單調(diào)的增減關(guān)系。
　　圓孔的氣膜有效度在吹風(fēng)比為1時(shí)最大，當(dāng)沖角改變時(shí)則不然；成形孔的氣膜有效度在吹