帶出流及橫流通道內(nèi)斜沖擊射流換熱特性研究.pdf

1、射流沖擊表面具有很強的對流換熱效果，因而被廣泛應用于高性能航空發(fā)動機高溫部件的內(nèi)部冷卻設計，特別是渦輪葉片的前緣和中弦區(qū)。而在渦輪葉片中弦區(qū)由于結(jié)構(gòu)的限制，往往采用斜沖擊內(nèi)冷通道表面進行強化換熱，這樣不僅利用了沖擊強化換熱的特點，同時由于斜沖擊在通道內(nèi)部又形成了漩流流動，有利于提高通道內(nèi)其他表面的換熱效果，基于這個背景，本文設計了梯形帶橫流、抽吸及斜沖擊的內(nèi)冷通道模型，本文采用實驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法重點研究了斜沖擊靶面及抽吸孔板

2、面的換熱特性，有關其他內(nèi)表面在漩流效應影響下的強化換熱的特性，將陸續(xù)進行研究。 在對沖擊橫向出流比、側(cè)壁抽吸比、射流雷諾數(shù)及射流入射角度對沖擊靶面及抽吸孔板面的換熱特性的影響進行系統(tǒng)的實驗和數(shù)值計算研究后，主要有以下結(jié)論： 首先，對射流沖擊靶面，射流使得靶面的不同區(qū)域換熱性能有很大差異，橫流對靶面，特別是靶面下游區(qū)的換熱性能有重要影響。橫流使得靶面換熱效果降低，但降低的幅度隨橫向出流比增加而減?。辉谕焕字Z數(shù)下，橫向出流

3、比對靶面沿射流方向平均換熱系數(shù)影響的規(guī)律一致；射流角度的增加使得橫流的強對流換熱作用加強。 其次，對側(cè)壁抽吸孔板面，側(cè)壁出流的抽吸作用及通道中上部的旋流對側(cè)壁抽吸孔板的換熱性能有很重要的影響。抽吸比的降低使得側(cè)壁板的換熱性能減弱；隨著雷諾數(shù)的增加，板面換熱效果有明顯的增強，但增加的幅度隨雷諾數(shù)的增加而減小；射流角度的增加使得小射流形成的壁面射流及通道旋流對板面的強換熱作用減弱。 最后，通過與試驗結(jié)果和對比，數(shù)值模擬結(jié)果表