大橫流條件下具有柱肋和氣膜出流的粗糙表面沖擊冷卻實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、航空發(fā)動機(jī)熱端部件的冷卻是發(fā)動機(jī)設(shè)計的關(guān)鍵和核心問題之一。伴隨渦輪入口燃?xì)鉁囟鹊脑偬岣?迫切需要更加高效、更加先進(jìn)的冷卻技術(shù)。在所有的強(qiáng)化換熱技術(shù)中,沖擊冷卻擁有最高的傳熱效率。隨著加工技術(shù)的進(jìn)步和科研工作的深入展開,多結(jié)構(gòu)的復(fù)合沖擊冷卻被開發(fā)出來。但是由于其復(fù)雜性,還沒有可靠的規(guī)律可循。公開發(fā)表的資料更是少之又少。有鑒于此,本文著眼于柱肋和出流孔相結(jié)合的復(fù)合沖擊冷卻,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計算研究。重點(diǎn)分析了柱肋對換熱和阻力特性的影響,出流

2、孔大小對強(qiáng)化換熱的作用。同時,還借助數(shù)值計算的手段分析了產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因和機(jī)理。
　　研究發(fā)現(xiàn):對于平板沖擊冷卻,當(dāng)射流孔與靶板的間距H/d在2至3之間時,沖擊換熱效率最高;初始橫流較小時,有利于強(qiáng)化換熱。柱肋的加入強(qiáng)化了靶板表面的換熱,但是同時也增加了阻力。柱肋強(qiáng)化換熱的機(jī)理是保護(hù)垂直射流核心區(qū),將橫流約束至換熱較弱的兩側(cè)區(qū)域。當(dāng)在柱肋結(jié)構(gòu)里加入出流孔后,總的換熱強(qiáng)度明顯增強(qiáng)。最大的強(qiáng)化換熱幅度在50％以上。同時,出流的存在減