模拟涡轮叶片冲击冷却的初步实验研究

本文用六种冲击管对两种尺寸的铝质试验件进行冲击冷却实验。模拟叶片前缘的试验件予先加热,然后由不同的冲击管喷出的射流在不同的流量和距离下对它进行冲击冷却。采用集总热容法来确定铝块的冷却率从而算出冲击平均换热系数,并整理成准则形式。通过计算机的运算得出Nu数与R6数以及三种无因次几何参数的统一的准则关系式。用该式计算出来的Nu数同本文实验测得的Nu数进行了比较,取得比较满意的结果。最后用该式与美国亚利桑那州大学的梅茨格公式和辛辛那提大学的拉维利——塔巴戈夫公式同本文实验数据进行了比较,认为本文整理出来的公式是比较合理的。     

旋转对管内流体流动的影响

本文描述了旋转管流的基本运动方程。在笛卡尔坐标系和柱坐标系中,针对两种基本的几何流动,推导出旋转情况下管内的流动方程,定义了影响旋转管流的流动和换热的两个无量纲准则数J和Ra,分析了二次流产生的原因,从而说明旋转对流动的影响以及旋转管流的运动特征。     

介绍一个非前缘加热的平均对流换热系数的计算公式

有关研究平壁层流附面层内的对流换热理论很多,而且日趋成熟。由积分近似解可导得平壁层流附面层的局部对流换热系数的计算公式: 当加热点离前缘的距离x_o=0或x>>x_o时,对上式进行积分,可直接导得平均对流换热的关系式为: 然而,至今尚未看到直接求解非前缘开始加热的平壁层流附面层的平均对流换热系数的代数式,而常常需用图解法或辛普生法等求出积分近似解。      

模拟涡轮旋转叶片冷却通道换热的初步实验研究

随着先进的动力装置向高推重比发展,涡轮前燃气的进口温度也越来越高,不但导向叶片需要高技术的冷却,转子叶片也必须进行相应的冷却。但是,以往的冷却研究大部分都建立在静止叶片的基础上,而对转子叶片却研究甚少。事实上.只有对旋转冷却通道换热进行系统的研究,才有可能对整个冷却系统作更精确更有效的设计。为此,旋转冷却系统的研究正成为越来越重要的课题。     

正交旋转径向出流带扰流柱的矩形通道出口节流及安装角对传热的影响

本文用实验的方法模拟研究了涡轮叶片内部径向出流的矩形冷却通道出口节流及安装角对通道换热特性的影响。实验模型为带叉排扰流柱阵列的矩形直通道。为了研究通道出口节流面积比的影响, 共采用了3个模型, 其通道出口面积 A0 与通道本身的横截面面积 A之比分别为 0.067,0.38和 1.0。为了研究矩形通道的安装角 α对旋转通道的传热影响, 采用了 α分别为0和 20度的两个模型。实验考察了雷诺数 Re和转动数 Ro等参数对传热特性的影响。      

涡轮叶片尾缘出流对带叉排扰流柱阵列的内冷通道传热特性的影响

本文用实验的方法模拟研究了涡轮叶片尾缘出流对带叉排扰流柱阵列的内冷通道的对流换热特性的影响。实验模型通道为矩形通道,扰流柱的排列参数S_n/d为6.5,S_p/S_n为1.2,其中d为扰流柱的直径,S_n为扰流柱横向间距,S_p为2倍的纵向间距。矩形模型通道的长边与转轴的夹角为20°。研究了出流孔总面积A₀与通道最大截面积A的比值,雷诺数Re,转动数R₀等参数对传热特性的影响。并比较了尾缘出流与叶尖出流的换热特性。      

模拟旋转内冷通道中压力测量的实验研究

在旋转内冷通道中,用压力传感器测量垂直于旋转轴的矩形管道充动气体的压力分布,实验结果表明：（１）在同一半径处,转速增加引起压差减少,（２）在转速较低时随着半径增大,压差减小,但转速较大,总的压差反而随着半径增大而增大,（３）流体管道中的扰流柱起着增另气流紊流的作用,导致压力损失增大,压降增大。     

带气膜冷却的火焰筒壁温的数值分析

 采用数值方法，预测了由两通道两股气流构成的二维平缝气膜冷却的火焰筒壁温，获得了整个流场、温度场以及相应的流动和换热特性。在计算中，对紊流采用“ｋ ε”两方程模型处理；在固壁附近运用壁面函数法；运用热流法计算了高温气体的热辐射；对两种不同介质的交接面的导热系数运用调和平均法。最后与实验结果相比较，得到良好的一致性。     

多排均布圆孔垂直冲击平板的换热实验研究

对冲击冷却换热作了初步的实验研究和分析，实验中采用了两块冲击孔直径的冲击孔间距均不同的冲击孔板，实验结果表明，横流对冲击冷却换热的影响较大；冲击间距与冲击孔径之比为1.027-2.333的范围内，换热的努氏数随冲击间距的增大而增加；在冲击间距一定时，换热的努氏数随冷却气流流量的增大而增加。     

叉排扰流柱排列参数对旋转矩形通道对流换热特性的影响

本文用实验的方法研究了叉排扰流柱阵列的排列参数对旋转矩形通道对流换热特性的影响。实验共采用了6个模型,扰流柱的排列参数S_n/d的取值为5.0,6.5和8.0,S_p/S_n为1.2,1.6和2.0,其中d为扰流柱的直径,S_n为扰流柱横向间距,S_p为2倍的纵向间距。结果表明,在实验范围内,纵向排列参数S_p/S_n的取值介于1.2和1.6之间为好;扰流柱横向排列参数S_n/d=5,即最密时,最有利于换热,但应综合考虑其引起的流阻损失。