高速掺气水流的压缩性准则

本文利用双流体连续介质模型建立了高速掺气水流基本方程，通过量级分析等方法研究了高速掺气水流的压缩性准则．在定常均质掺气水流中，绝热Ｍａｃｈ数Ｍ决定着压缩性效应的强弱：Ｍ＜０３时流动可视为不可压的；否则需要考虑压缩性效应．

高转速转静盘腔流动换热相似性数值研究

为了得到高转速转静盘腔流动换热实验中的相似准则,在定几何、变物性、可压缩和有耗散的情况下,对转静盘腔中的控制方程进行无量纲化,得到了除无量纲位置外的8个无量纲准则数。并以高转速转静盘腔模型为基础,采用数值方法对影响发动机工况(高温)和实验工况(常温)换热相似性的主要无量纲准则数进行了研究。研究表明:流动雷诺数、旋转雷诺数、流动马赫数、旋转马赫数和转子表面温度与来流气流温度之比是影响换热相似性的主要因素。计算结果显示:在热边界条件相似时,仅需保证发动机状态与实验状态的雷诺数相等就可保证局部努塞尔数相同;仅需保证发动机状态与实验状态的马赫数相等就可保证绝热壁温分布相同;但只有保证实验状态和发动机状态的雷诺数和马赫数都相等时,无量纲换热量才保持一致。

涡轮发动机预旋供气系统温降和压比特性

为研究涡轮发动机预旋供气系统内复杂流动换热问题,本文采用模化方法,基于保证相同流动马赫数和转子马赫数的相似准则,确定发动机原型和实验模型具有高度相似性,开展了高转速预旋供气系统的实验研究。在满足供气流量和供气压力条件下,揭示流动马赫数和转子马赫数对系统温降和压力特性的变化规律。结果表明:在涡轮盘转速4800~9207 r/min和流量比0.45~0.72的实验工况范围内,系统压比和温比随流量比的增加而增加;预旋喷嘴流量系数增加,系统温降增加。实验条件下,系统温降最高达到23 K。随着转子马赫数的增加,系统压比和温降基本不变,预旋喷嘴流量系数不变,系统温降先增大后减小。系统温降主要由喷嘴温降决定,在不改变转子结构的前提下,优化预旋喷嘴可有效提高系统温降。