多斜孔板气膜冷却性能试验研究

针对8种不同孔板结构的多斜孔板,应用传质/传热相似方法,进行了流量系数和冷却效果的试验研究。结果表明,BRF15449型孔板的冷却性能最好;气膜分布显著受非均匀主流条件影响;必须在航空发动机环境下进行测量,才能得到可靠的性能数据。

具有复合角的多斜孔板流量系数研究

试验研究了多种结构多斜孔板的流量系数,分析了孔倾角、孔偏角、板厚等几何结构参数,和孔内流动雷诺数、主次流温比、主流马赫数等气动参数对具有复合角的多斜孔板流量系数的影响。研究结果表明:①孔内流动雷诺数小于4 000时,流量系数与雷诺数呈线性关系,大于5 000时流量系数变化不大;②孔偏角小于40°时,流量系数随孔偏角的增大而减小,大于40°时对流量系数的影响不大;③流量系数随板厚及主次流温比的增大而减小,孔内换热量对多斜孔板流量系数的影响较大;④流量系数随主流马赫数的增大而增大。本研究结果对航空发动机燃烧室空气流量分配及冷却设计具有一定的参考价值。

孔形状对多斜孔气膜冷却效果的研究

从加强气膜孔内的换热量和热侧的气膜覆盖两个角度来提高多斜孔壁的冷却效果,数值计算结果表明收缩进气可以提高冷气的速度,强化孔内的对流换热,一般可以使换热量提高0.5倍左右;扩张出气可以使冷气出口的速度降低,气膜覆盖面更广,提高气膜覆盖效果。

异型孔阵对气膜冷却效果的数值研究

对不同孔型在不同的吹风比下的冷却效率进行数值模拟,计算结果表明:收缩进气可以强化孔内的对流传热;扩张出气可以使冷气出口的速度降低,气膜覆盖面更广,提高气膜的覆盖效果。在小吹风比下,孔内的对流传热在总的冷却效果中占主导地位,此时缩扩孔的冷却效果最好,而随着吹风比的增大,气膜覆盖所起的作用在增大,当吹风比增大到一定程度时,扩张孔的冷却效果将具有更好的表现。