● 摘要
在现代航空发动机二次流空气系统中，涡轮盘腔流动和换热问题通常伴随着复杂的几何、流动、以及热边界条件。本文基于自由盘、转盘低位进气转静系、直接供气预旋转静系三种具有复杂条件的旋转盘腔模型，开展了实验和数值计算研究。首先使用数值计算研究了温度边界条件对自由盘换热的影响规律；其次建立了国内首个热色液晶瞬态法测量转盘面换热系数的实验台，并用实验和数值计算综合研究了具有复杂几何和流动边界条件的转盘低位进气转静系和直接供气预旋转静系内的流动和换热特性。对于自由盘，数值计算结果显示：①温度分布和温度水平对自由盘层流或湍流的换热具有相同的影响规律。②不可压流时，盘面的局部努赛尔数受到温度分布的控制，但不受温度水平的影响；盘面温度为任意n次多项式分布下的局部努赛尔数可由盘面温度按0~n次单项式分布时的结果导出。③可压流时，盘面局部努赛尔数与相同温度分布下不可压流的结果之间的相对偏差主要取决于盘面无量纲局部温差；盘面温度为任意n次多项式分布时的局部努赛尔数可根据不可压流盘面温度为0~n次单项式分布时所得的结果、并结合相对偏差与无量纲局部温差之间的关系而导出。对于转盘低位进气转静系，实验和数值计算结果表明：①腔内的流动和换热特性主要由旋转雷诺数Reω和流型参数λTX=CwReω-1.2控制。②依据流型参数的不同可以将腔内的流动和换热区分为三个区：λTX≤0.0009时为粘性控制区、0.0009
相关内容
相关标签