带肋壁与气膜孔出流通道的流动特性研究
带肋壁和气膜孔出流的内流冷却通道是涡轮叶片中出现的新型冷却通道,它使涡轮叶片内部的肋壁强化换热和外部的气膜冷却有机地结合起来,实现了叶片的高效复合冷却方式。为详细了解此种通道中的肋对气膜孔出流特性的影响以及气膜孔出流对通道流阻特性的影响,本文采用了实验和数值模拟相结合的方法进行了系统的研究。
实验在相似理论的指导下,将内流冷却通道的实物模型放大20倍左右后,在低速风洞中进行。通道模型为上下壁面带肋的矩形横截面通道,其中上下壁面的肋错排布置。
通道下壁面带有导向角为90°、倾角为45°、长径比为4.0的气膜孔,沿通道主流方向等间距共布置14个。实验中主要研究了肋的角度(θ=45°、60°、90°、120°)、肋的高度(h/e=1.0、2.0)、肋与气膜孔的相对位置、通道横截面的高宽比(H/W=0.5、1.0、2.0)等几何参数对气膜孔出流特性(流量系数,C_d)的影响,以及肋的几何结构、气膜孔的出流对通道流阻特性的影响。
对每一种通道结构,实验在不同通道进口雷诺数(Re=20000、40000、60000、80000)和不同通道总出流比(SR=0.3 ...
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