题目：两种封严结构封严特性及燃气入侵机理

       合理设计发动机空气系统是航空发动机设计的关键性问题之一，而涡轮盘腔系统是空气系统的重要部分。燃气入侵是主流燃气通过密封进入旋转盘腔的现象。它的存在，除了会烧蚀涡轮部件并降低部件寿命外，还会给空气系统带来诸多问题。封严气流的主要作用是对主流燃气进行密封，避免主流的高温燃气“入侵”或“倒灌”入盘腔而烧蚀转盘，从而使转盘工作在安全的温度条件下。使用尽可能少的冷气来封严燃气，将主流燃气的入侵造成的损失控制在可接受的范围内，这是对燃气入侵问题研究的主要目的。但是，该问题是个复杂的非稳态、非对称性的流动，受许多因素的影响，如主流情况、冷却气流情况、封严环的形状和结构、静止和旋转叶片的形状和结构、转盘的旋转速度等。

       本文通过压力测量和示踪粒子浓度技术对燃气入侵现象进行了实验研究。针对无动静叶片涡轮盘腔系统的两种封严结构，本次实验在不同的主流雷诺数、旋转雷诺数以及射流冷气流量下，具体研究：通过压力实验探究燃气入侵机理；不同封严结构封严效率的研究；不同封严结构最小封严流量的研究；不同封严结构封严特性的分析比较。

       为完成实验的所有研究内容，自主设计完成可用于燃气入侵研究的一级涡轮实验台。一系列校验和测试结果表明，本实验台可以进行燃气入侵的相关实验研究，能够获取压力分布规律、最小封严流量以及流体速度场等实验结果，能够满足对燃气入侵现象机理分析和工程应用的要求，具有良好的研究前景。

       实验研究结果表明，随着涡轮转速的提高，腔内压力减小，燃气入侵现象更加明显；射流冷气流量的增加使得腔内压力增大，可以阻止入侵；沿着半径的方向，封严效率逐渐降低；封严效率随着轴向位置的增加而增加，表明燃气是沿着静盘入侵盘腔的；最小封严流量随着转速的增大而提高；径向封严优于轴向封严。