● 摘要
随着对发动机的性能要求越来越高，要求涡轮盘能够在高温环境下安全可靠的工作，所以对涡轮盘腔内的流动与换热特性研究有着重要的作用。
本文将实际发动机的高压涡轮盘后腔冷却系统简化为带有高半径预旋进气的转静系盘腔结构。对窄幅液晶测温方法做了热传导误差分析，设计了CCD相机与转盘研究面法线夹角在（36°,55°）范围内的热色液晶测试方案，以瞬态实验的方法研究了转盘盘面的换热特性，并采用热电偶测温手段，探究流量、转速以及预旋比βp对转盘盘面的对流换热特性的影响以及该特殊盘腔下封严气流的温度变化。
在瞬态液晶换热实验中，无量纲过余温度在0.38<Θ<0.66范围内，热传导误差相对于基于半无限大平板假设测得对流换热系数时的实验数据误差（5%）较小，一般在1.5%以下，所以热传导误差可以不予考虑。
在本实验研究的盘面区域，转盘盘面对流换热系数h和局部努赛尔数Nui，随着半径的增加而增大。转盘盘面的努赛尔数Nu随进口流量系数Cw增大而增大，主要是因为进口流量系数越大，气流对转盘盘面的冲击越大，所以换热效果就越强。转盘盘面的努赛尔数Nu随着转速雷诺数Reω的增加盘面的换热规律会呈现不同的趋势。当湍流参数λT小于0.1635时，盘面的换热主要是粘性主导作用，这时随着旋转雷诺数Reω的增加，转盘盘面的换热减弱，即努赛尔数减小；当湍流参数λT大于0.1635时，转盘盘面的换热主要是受惯性主导作用，这时随着旋转雷诺数Reω的增加，转盘盘面的换热增强，即努赛尔数增大。
对于下封严流路的气流温度，下封严流路的气流温度随着半径的增加而增加；当转速一定时，随着流量的增加，该路气流的温度也会逐渐增加；当进口流量一定时，下封严流路的气流温度会随着转速的增加而增加。