题目：旋转状态下气膜冷却的实验研究

涡轮叶片是燃气轮机的核心部件，气膜冷却在现代航空发动机涡轮叶片的热防护中起到了决定性的作用。虽然该冷却方式已经在涡轮叶片中得到了广泛的应用，由于其流动的复杂性，对于其流动与换热机理的研究仍需进一步深入。旋转状态下气膜冷却的实验研究对实验设施要求高、难度大，国内外对气膜冷却的研究基木局限于静止状态，旋转状态下的实验数据极为匮乏，这已经成为发动机涡轮工作叶片设计中的瓶颈技术之一。 本文在总结国内外气膜换热研究的基础上，开展了旋转状态下气膜换热的实验研究。采用液晶测温技术和遥测技术，研制了用于旋转状态下图像传输系统，成功地解决了液晶测温图像从旋转实验件向静止设备传输的关键技术。在此基础上就旋转状态下吹风比和主流雷诺数对气膜冷却的影响进行了探索。实验研究的结果表明：旋转与静止状态相比，不同吹风比下气膜冷却效果的基本变化规律相同，都存在一个冷却效果最好的最佳吹风比，实验证明旋转状态的最佳吹风比低于静止状态下的最佳吹风比。旋转会影响气膜覆盖的区域，随着转速从零开始增加，在哥氏力与离心力的共同作用下，压力面与吸力面的气膜出流轨迹均会向高半径方向偏转，吸力面的偏转要明显大于压力面。在旋转状态下，压力面的平均冷却效率随主流雷诺数的增加而升高，吸力面的冷却效率在低雷诺数时很高，但随主流雷诺数的上升而不断下降。