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《西北工业大学》 2005年
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涡轮叶片表面气膜冷却的实验研究

马兰  
【摘要】:本文主要对涡轮导叶进行了一系列的综合性研究。其中实验叶片以及叶栅通道实验段是根据某航空研究所提供的数据设计并加工而成的,实验叶片有两个,一个是光面的,用来进行静压测量。另一个在型面上分布了18排气膜孔(孔型为圆柱形),用来研究有出流时各排气膜孔的流量系数以及气膜孔出流对下游叶片表面的换热系数和冷却效率的影响情况。所有的实验均是在西北工业大学大尺寸低速叶栅传热风洞中完成的。 实验首先对涡轮导叶在主流雷诺数Re_∞=50,000~270,000的范围内进行了静压测量,得到了其叶片表面的压力分布和速度分布,研究了主流雷诺数对流场的影响。然后对导叶型面上分布的18排气膜孔的流量系数分单排或多排在主流雷诺数Re_∞=50,000~270,000,吹风比BR=0.5~2.0范围内进行了详细的测量,通过对吹风比和主流雷诺数对气膜孔流量系数的影响情况的详细研究,得出了吹风比是影响气膜孔流量系数的主要因素的结论。并在此基础上,系统测量了上述工况范围内导叶型面无气膜孔,全开气膜以及分区域开孔时的换热系数和冷却效率分布情况,研究了主流雷诺数和二次流吹风比对叶片型面换热系数和冷却效率的影响。另外还测量了CO_2作为二次流出流时,气膜孔全开情况下叶片表面的换热系数分布,研究了密度比对叶片表面换热系数的影响。 研究结果表明:主流雷诺数对气膜孔流量系数和气膜孔下游冷却效率影响较小,而对气膜孔下游换热系数的影响则较明显。吹风比越大,气膜孔流量系数越大,但是吹风比对气膜孔下游换热系数和冷却效率的影响较为复杂。密度比对换热系数是有影响的,但是各情况下规律复杂。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TK14

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