渦輪葉片流動換熱的特性研究.pdf

1、航空發(fā)動機作為飛機的“心臟”，對飛機性能的提升起著決定性作用，而發(fā)動機性能的提升很大程度上依賴于渦輪前總溫的提高。近年來，燃燒室出口的溫度逐年增加，致使渦輪葉片的工作環(huán)境變得越來越惡劣，葉片的工作溫度也已遠遠高于材料允許的耐熱溫度。因此，必須采取有效的冷卻方式對渦輪葉片進行冷卻保護，這樣才能確保發(fā)動機工作的可靠性，延長發(fā)動機的壽命。
　　渦輪一級導(dǎo)向葉片直接面對來自燃燒室燃氣的熱沖擊，其前緣和緣板區(qū)域的流動和傳熱均異常復(fù)雜，且此區(qū)

2、域更加易于被高溫燃氣所燒蝕，因此本文對某一特定渦輪導(dǎo)向葉片的前緣區(qū)域和緣板區(qū)域的流動換熱特性分別進行了研究，主要內(nèi)容為：
　　葉片前緣流動換熱特性研究，建立了12個不同葉片前緣結(jié)構(gòu)的模型，通過數(shù)值計算的方法，分別研究了次流雷諾數(shù)、吹風比及氣膜孔形狀對氣膜孔流量系數(shù)和葉片表面平均絕熱冷卻效率的影響，研究結(jié)果表明，（1）在相同形狀氣膜孔下，氣膜孔的流量系數(shù)隨著次流雷諾數(shù)的增加而增加，在低次流雷諾數(shù)下，流量系數(shù)增幅明顯。（2）在相同次流

3、雷諾數(shù)下，復(fù)合形狀氣膜孔的流量系數(shù)要比圓柱形孔的大。（3）對于吸力面有氣膜孔排的模型，葉片表面的平均絕熱冷卻效率隨著吹風比的增加先增加后減小，在氣膜再附壁區(qū)域，平均絕熱冷卻效率又有所增加；對于壓力面有氣膜孔排的模型，靠近氣膜孔出口附近的絕熱冷卻效率隨著吹風比的增加而減小，且平均絕熱冷卻效率沿葉片型面逐漸降低。
　　渦輪葉片緣板的流動換熱特性研究，通過建立幾種不同緣板間隙模型，運用Fluent軟件進行數(shù)值計算，研究不同緣板間隙下緣板