突片作用下气膜冷却效率的试验研究

为了研究突片对气膜冷却的影响规律,设计了3种不同堵塞比的等边三角形突片,并对其对气膜冷却特性的影响规律进行了实验研究.研究结果表明,与无突片的气膜冷却相比,突片的存在提高了气膜冷却效果;冷却效率随吹风比的增加而增大,且沿气流方向冷却效率存在一极大值;当吹风比M<1.5时,冷却效率随吹风比的增加而增大;当M>1.5时,冷却效率随吹风比的增加而减小.

小突片对热射流红外辐射的影响研究

实验研究了收敛喷管在高温 (约 913K)、高速 (超临界 )流动状态下 ,加装小突片后对热排气的红外辐射抑制特性 ,并探讨了小突片安装片数、后倾角度、堵塞比等因素对红外辐射抑制特性的影响。结果表明 ,小突片对热排气的红外辐射具有明显的抑制作用 ,与不装小突片时相比 ,不仅使热排气的核心区长度大为缩短 ,而且使热排气的总体红外辐射信号大幅度下降 (在实验范围内 ,最大可下降约 73% )。

利用三角形突片改善气膜冷却效率的数值研究

运用数值计算方法对带有平行于冷却壁面、且覆盖部分气膜孔面积的三角形突片气膜冷却结构,在不同吹风比下的流动过程和冷却效率进行了数值研究,以揭示突片对改善气膜冷却效率的影响。在突片的作用下,射流向主流的垂直穿透能力有一定程度的降低,在气膜孔下游,二次流能够更好地贴附壁面,气膜冷却效率均有不同程度的改善,而且随着突片堵塞比的提高,冷却效率的提高幅度越大,并且在高吹风比下的影响更为显著。

收扩喷管加小突片对尾喷流红外辐射的影响

针对收扩喷管 ,在高温 (约 64 0℃ )、高速 (超音速 )流动状态下 ,实验研究了加装小突片后对飞机发动机尾喷流红外辐射的抑制效果 ,并探讨了小突片堵塞比、小突片后倾角度等因素对红外辐射抑制特性的影响。结果表明 ,小突片对热射流的红外辐射具有明显的抑制作用 ,不仅使热射流的核心区长度大为缩短 ,而且使热射流的总体红外辐射信号大幅度下降 (在本文实验范围内 ,最大可下降约 57% )。

小突片对收敛喷管推力特性的影响研究

针对收敛喷管 ,在近临界状态及超临界状态下 ,实验研究了加装小突片后对飞机发动机尾喷管推力特性的影响 ,并探讨了小突片堵塞比、小突片后倾角度 ,以及片数等因素的作用 .结果表明 ,小突片对收敛喷管的推力特性有明显的影响 ,并且小突片所造成的推力损失基本上随小突片的堵塞比增加而增加 .在实验范围内 ,小突片堵塞比每增加 1 % ,所造成的推力损失在 0 6 3 %～ 1 3 5 %之间 ,对超临界状态 ,可认为大约增加 0 8% .

突片作用下气膜冷却对流传热特性的试验研究

为了研究突片对气膜冷却的影响规律，设计了3种不同堵塞比的等边三角形突片，并对其对气膜冷却特性的影响规律进行了实验研究。研究结果表明，与无突片的气膜冷却相比，突片的存在提高了对流换热系数，在吹风比0．5～0．78时，堵塞比为0．1时气膜冷却对流传热系数最高；当吹风比为1．22～1.5时，堵塞比为0．27时气膜冷却对流传热系数最高。但突片的存在也增大了气流在气膜孔中的流动阻力。

小突片强化混合结构三维流场数值模拟

采用Roe通量差分分裂格式对带有小突片的轴对称收 扩喷管内外流场进行了数值模拟。小突片形状有三角形和梯形 ,数目为 2个或 4个 ,堵塞比为 0 0 2 ,0 0 4和 0 0 6 ,相对高度为 0 0 8和 0 16 ,安装角分别为 12 0° ,135°和 15 0°。计算结果表明 :在喷管出口安装 2个或 4个小突片能使得喷管下游内外流掺混时间及掺混距离大为缩短 ,而对喷管的推力系数影响不大。

小突片强化混合研究

测试了亚声速 （Ｍａ＝ ０．３５） 下小突片 （Ｔａｂｓ） 对轴对称收缩喷管射流的强化混合效果， 并探讨了小突片安装个数、后倾角度、堵塞比等因素对强化混合作用的影响。结果表明， 小突片对喷管射流的混合具有显著的强化作用， 不仅使下游流场发生显著变形， 使核心流的衰减显著加快（核心流长度从５Ｄ 降至大约１．５Ｄ）， 还使引射系数显著增加（本文中最大增加到２．７ 倍）。

带三角形突片气膜冷却结构换热特性的数值研究

运用RNG k-ε湍流模型对带平行于冷却壁面、且覆盖部分气膜孔的三角形突片气膜冷却结构,在不同吹风比和突片几何参数下的换热特性进行了研究。结果表明:在吹风比小于1时,突片对提高气膜冷却有效温比和增强换热的作用不大;当吹风比大于1时,突片对于提高气膜冷却的有效温比和换热增强比具有显著的作用,而且随着突片尺寸的加大,气膜冷却有效温比和换热增强比的提高幅度越大。

梯形突片气膜冷却特性的实验

为了研究突片对气膜冷却的影响规律,设计了3种不同堵塞比的梯形突片,采用红外摄像仪对不同形状突片冷却结构的壁面温度场进行了测试,并对气膜冷却特性的影响规律进行了实验研究.研究结果表明,与无突片的气膜冷却相比,突片的存在大大提高了气膜冷却效率和对流换热系数;冷却效率沿气流方向存在一个最佳吹风比值;对流换热系数在本实验范围内,堵塞比为0.214时气膜冷却对流换热系数最大.

两相圆湍射流喷口小突片对强化射流混合作用影响的流动显示

通过流动显示研究了Re=2350,粒子平均直径分别为150μm和350μm的两相圆湍射流中喷口加装小突片对射流混合的作用。探讨了不同粒径颗粒的存在对喷口小突片的射流混合作用的影响。通过PDA测量验证了流动显示结果。表明在150μm和350μm颗粒存在的情况下,小突片使射流核心区缩短的作用更加明显,而对射流的扩散作用却有所抑制。

矩形主喷管带小突片的排气引射混合系统的试验研究

通过对安装在矩形主喷管出口端的 4组不同面积和顶角的三角形小突片的对比试验 ,初步研究了小突片的片数、面积 (或堵塞比 )、形状和安装角度等结构参数对排气引射混合系统的气动性能的影响。试验结果表明 ,小突片的应用虽然增加系统的压力损失系数 ,但它明显地使系统的引射系数增加、混合均匀性改善 。

椭圆形突片气膜冷却效率的试验研究

为研究突片对气膜冷却效率的影响,设计了3种不同堵塞比的椭圆形突片,采用红外摄像仪对不同形状突片冷却壁面的温度场进行了测试,并分析了气膜冷却效率随吹风比、堵塞比的变化规律.结果表明:突片的存在大大提高了气膜冷却效果;冷却效率随吹风比的增加而增大;且当x/D<7时,存在一个最佳吹风比值;冷却效率随堵塞比的增加而增加;椭圆形突片的气膜冷却效率要高于三角形突片的气膜冷却效率.

涡激励突片射流冲击冷却的数值研究和试验验证

运用数值计算方法研究带涡激励突片的单排圆形射流冲击冷却特性,同时对数值计算结果进行试验验证。研究表明,与无突片的圆形射流以及不倾斜的突片相比,三角形突片相对于主流倾斜45°和135°能较好地改善冲击区的换热。由于流向涡的存在,有突片射流的流向速度等值线呈现瓣状分布,且随着流向距离的加大逐渐扩散,直至消失。计算与实验结果吻合。

小突片红外抑制效应的实验研究

利用地面模拟试验件实验研究了主喷管流速为亚声速,温度610℃左右,下洗气流速度11m/s,位于主喷管出口的小突片的安装方式和尺寸对某型号直升机发动机出口红外隐身效果的影响,实验用的混合管主喷管面积比为1.5。结果表明,和不装小突片时的基准状态相比,安装四片小突片时出口最高气流温度和平均气流温度分别降低2.3%和1%,主喷管总压升高0.44%。而增加小突片的尺寸,对红外抑制效果有所改进,不过总压损失会增大。

突片激励射流冲击冷却的实验研究

对突片激励射流冲击冷却特性进行实验研究,分析突片形成的流向涡对冲击换热特性的影响,总结了双排射流孔的传热规律.实验结果表明,在双排突片射流冲击冷却中,突片具有改善冲击换热特性的作用,射流孔的排列方式以及两排孔之间流向孔间距的变化对冲击靶面的温度分布具有较大的影响,叉排孔的有效冷却范围更大,冷却效果更好.

同轴射流突片激励混合的数值研究

通过数值方法对同轴射流的突片激励混合特性进行研究,分析了突片数目、突片顶角和安装角对同轴射流混合过程的流向涡和温度分布的影响.研究结果表明,突片的激励作用使得同轴射流之间的混合流在突片对应位置下游形成阵列涡对,导致温度分布等值线发生"指型"局部变形,增强了两股气流之间的混合.随着突片数目的增加,单个突片诱导的流向涡强度和影响范围存在较大的差异,过多的突片数导致相邻涡对的"挤压",流向涡的强度有很大的减弱;在相同的堵塞比下,突片顶角为90°时或安装角为30°时,单个突片诱导的流向涡强度和作用范围均体现最为显著,从而有利于改善同轴射流的混合程度.

突片射流传热和混合特性的研究进展

介绍了突片对传热和混合特性的影响,综合论述国内外突片射流传热和混合特性实验研究以及数值模拟的发展与现状.分析了突片激励作用下流向涡的产生和发展现状、突片对下游流场核心区的影响和喷嘴出口速度变化的特点,揭示了突片对传热和混合效果增强的机理.

突片射流冲击冷却换热特性的实验

对涡激励突片的单排圆形射流冲击冷却特性进行了实验研究.主要对突片堵塞比、突片形状和突片安装角度对冲击换热特性的影响进行了实验研究,并揭示了其影响规律.研究结果表明:在研究的参数范围内,突片的几何形状及安装角对射流冲击换热有较显著的影响,并根据其影响规律,对突片的结构设计提出了有价值的参考意见.

喷管加装小突片强化射流混合的PIV测量

在常温、超声速流动状态下,采用PIV技术定量测量了收敛喷管和收扩喷管加装小突片时射流纵截面的速度场和涡量场,并对其速度场和涡量场进行了比较。结果表明,对于收扩喷管,虽然其速度边界层厚度明显大于收敛喷管,但加装小突片结构也能够明显的强化射流的混合。并且发现,小突片结构不仅能产生流向涡,而且对周向涡有明显的强化作用。