无导叶对转涡轮高压级动叶换热特性的研究
由于在提高推重比等方面的潜在优势,无导叶对转涡轮将会在未来高性能推进系统中发挥重要作用。根据气动布局特征,无导叶对转涡轮高压级具有高负荷和高反力度的特点,在此情况下,气流在高压级动叶内的膨胀程度很高,出口相对马赫数会达到1.3-1.5,动叶叶道内气流的高加速性以及与之相关的激波结构势必会对动叶表面的换热特性产生重要影响。
为了研究无导叶对转涡轮高压级动叶的换热特性,本文研制了适用于旋转测量的双面薄膜式热流计,组建了高速旋转动态测量系统,并发展了相应的薄膜式热流计设计和旋转测量方法。在上述工作基础上,本文依托于中国科学院工程热物理研究所(IET)短周期涡轮试验台开展了对全尺寸无导叶对转涡轮试验件的高速旋转换热试验,并结合试验结果和CFD对无导叶对转涡轮高压级动叶在不同进口雷诺数下的换热特性进行了研究。
本文涉及的主要研究内容及结论如下:1.系统的分析了薄膜式热流计薄膜厚度对热流计性能的影响,分析表明膜厚增加有利于提高信噪比,但是会导致高频热流结果所被引入的不确定度增大。本文提出了一种基于系统辨识理论的动态标定方法,能够有效降低薄膜厚度增加对高频热流 ...