带抑涡支孔结构的气膜孔的数值模拟和实验研究

admin · 发表于 2023-10-14 23:49:18

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雅宝题库解析：
气膜冷却是现代涡轮叶片中最有效的冷却方式之一，对其进行持续而深入的研究是提高发动机性能的重要途径。气膜孔的几何结构是影响气膜冷却效率的主要因素之一。通过综合了以前有关气膜孔的几何结构的研究，本文提出了一种既容易加工制造又具有高冷却效率的新型气膜孔。这种新型带抑涡支孔结构的气膜孔既能有效的减少射流的垂直动量，又能使气膜更好的向展向分布。本文采用数值模拟，对这种新型气膜孔的换热与流动进行了研究。研究并分析了吹风比不变的情况下（M=1.5），抑涡支孔几何结构的改变对冷却效率的影响。研究表明：在吹风比M=1.5时，⑴辅孔孔径比越大，辅孔的出流流量越多，主孔和辅孔气膜出流的肾形涡干涉作用增强，辅涡对主涡的保护作用越大。⑵辅孔径向角度越大，辅孔的出流流量略有下降，但冷气覆盖区域增大。⑶辅孔与主孔的展向距离越小，辅涡与主涡的干涉作用越强，冷却效率越高。⑷辅孔在主孔的上游位置时，辅涡尺度和强度更大，对主涡的保护性更好，但辅涡对主流的卷吸作用导致，主孔两侧效率降低，辅孔在主孔下游时，辅涡能更好的贴在壁面上，但对主涡的保护性降低。同时本文还通过搭建小型试验台，利用液晶测温技术研究了计算中冷却效果比较好的模型。通过固定主流雷诺数，改变吹风比时，获得了不同吹风比下几个较优新型孔型的冷却效率。实验验证了计算大致趋势上的准确性，但局部还是有差异。

带抑涡支孔结构的气膜孔的数值模拟和实验研究

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