题目：高旋转数下梯形通道流动与换热特性

航空发动机是飞机的动力之源，其技术的进步对于飞机的发展有着至关重要的作用。现代燃气涡轮发动机随着压缩比和涡轮前温度的提高，对热端部件的冷却需求也日益增大。为了研究旋转状态下涡轮燃气发动机涡轮叶片的流阻与换热特性，研究者们从最简单的光滑方形通道开始，由浅至深地逐渐接近真实叶片换热通道研究。本文以真实涡轮叶片中部回转通道的仿真简化模型为研究对象，通过将通道内大气压力提高到500kPa以上，使雷诺数Re和旋转数Ro分别达到10000~50000和 0~2.085，覆盖了真实发动机的工作参数，实现了高转速数下的旋转带肋梯形通道实验。

本文在上述参数范围内实验研究了梯形截面截面错排直肋（p/e=10，e/Dh1=0.1 e/Dh2=0.127）回转通道的流动与换热特性。研究结果表明：1）静态时，梯形通道各缘面换热特性产生了一定差异，这与方形通道换热特性不同。2）旋转时，梯形带肋通道各缘面换热随Ro数的变化规律明显，旋转效应的影响不容忽视。3）由于哥氏力指向随安装角变化，所以转角对各缘面的换热产生了一定影响。4）浮力数对于带肋面的影响小于光滑面，小浮力数对换热的影响基本可以忽略。5）各缘面平均换热强度受到旋转作用的影响，但是第二通道前后缘换热在较低旋转数（Ro<0.5）时变化并不明显。6）由于第二通道水力直径小，肋片阻塞比高，转弯段为突缩段，通道流阻主要来自第二流程和转弯段。7）在梯形通道实验中出现了比方形通道更加明显的Re和Ro数的影响耦合的现象。综上所述，仿真梯形通道流动与换热特性与方形通道之间存在较大差异。