题目：带横流影响的导管冲击流动换热实验研究

目前在航空发动机内实际使用的基本冷却方式有强化对流冷却、冲击冷却、气膜冷却和发散冷却等。其中射流冲击是一种极其有效的强化局部传热或传质的方法，然而安排射流结构会削弱结构强度，所以冲击冷却大多用在热负荷非常大的位置。涡轮静止叶片的强度要求不如旋转叶片的高，所以在静叶的中弦区也采用了冲击射流冷却。冲击换热中射流孔的形状、位置、导管和靶面的形状以及初始横流都对冲击冷却的换热系数分布和流动有明显的影响。本文的主要目的是通过实验的手段研究静止状态下，涡轮导向器叶片中弦区的射流冲击在受到横流影响时叶片内表面的换热特性和该冷却结构的流动特性。对于在叶片冷却结构设计中考虑横流的影响具有实际意义。本实验的冲击结构是一种半封闭通道形式的冲击，冲击射流从冲击导管中喷出，冲击到换热靶面后形成壁面射流沿通道单方向流出。本文的主要研究内容和结果如下：首先，利用瞬态液晶测试技术对半封闭通道内单排射流冲击、双排孔射流冲击、三排孔射流冲击的换热特性进行了研究，总结了在横流与冲击射流的密流比m在0-0.12范围内对研究区域的局部换热特性的影响规律。当有横流的加入时，会使研究区域的平均对流换热系数降低。其次，对半封闭通道内单排射流冲击、双排孔射流冲击、三排孔射流冲击的各个冲击孔的流量系数进行实验测量，总结了横流对射流冲击孔的流量系数的影响规律。当在半封闭通道的冲击流动中，随着横流的增大，各个冲击孔流量系数会相应的减小。