冷却孔结构对燃烧室性能和壁面冷却效果影响的数值模拟研究

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作者 杨欢 郭舒 +2 位作者 詹政德 文键 王家瑞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期98-108,共11页

为提高燃烧室出口温度分布均匀性并解决火焰筒前端壁面烧蚀问题,建立了带有多斜孔发散冷却结构的贫燃预混燃烧室三维模型,基于k-ωSST湍流模型、FGM燃烧模型、离散相模型及DO辐射模型等,模拟研究了冷却孔直径和角度对燃烧室性能及壁面... 为提高燃烧室出口温度分布均匀性并解决火焰筒前端壁面烧蚀问题,建立了带有多斜孔发散冷却结构的贫燃预混燃烧室三维模型,基于k-ωSST湍流模型、FGM燃烧模型、离散相模型及DO辐射模型等,模拟研究了冷却孔直径和角度对燃烧室性能及壁面冷却效果的影响规律。结果表明:当冷却孔直径从0.5 mm增大至1.0 mm时,出口温度分布系数从0.068增至0.438,径向温度分布系数从0.060增至0.419,燃烧效率从99.94%降低至99.25%;随着冷却孔直径的增大,燃烧室出口平均温度和燃烧效率不断降低,出口温度场分布逐渐恶化;当冷却孔角度为20°、40°和60°时,火焰筒前端受到高温旋流燃气直接冲击,冷却效果较差,而冷却空气在火焰筒中后段形成了发展光顺、厚度均匀的温度层,冷却效果较好;当冷却孔角度为90°时,垂直布置的冷却孔能够改善火焰筒前端高温旋流燃气冲刷壁面的问题,但火焰筒中后段的壁面冷却效果大幅恶化。该研究结果能够为贫燃预混燃烧室发散冷却结构的设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 冷却孔 燃烧性能 壁面冷却 数值模拟

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平板气膜冷却孔下游湍流场的试验研究 被引量：6

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作者 梁俊宇 孟宝宝 +1 位作者 康顺 翟丽娜 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期435-439,468,共6页

利用二维粒子图像测速(PIV)技术,在吹风比为0.5和1.0、雷诺数为480时,对平板直冷却孔和弯曲冷却孔下游湍流场的流动结构进行了测量,得到了中心截面及射流下游4个流向横截面上的平均速度、涡量分布以及烟雾显示照片,并分析了弯曲冷却孔... 利用二维粒子图像测速(PIV)技术,在吹风比为0.5和1.0、雷诺数为480时,对平板直冷却孔和弯曲冷却孔下游湍流场的流动结构进行了测量,得到了中心截面及射流下游4个流向横截面上的平均速度、涡量分布以及烟雾显示照片,并分析了弯曲冷却孔通道对下游涡结构沿流向演化过程的影响.结果表明:冷却孔射流具有较低的射流轨迹,可以增强气膜的贴附效果,有利于提高冷却效率;弯曲冷却孔能为气膜提供较强的横向动量,使其具有较高的横向扩展能力,从而改善气膜的侧向覆盖效果. 展开更多

关键词 气膜冷却 冷却孔 湍流场 涡结构 二维粒子图像测速技术 试验研究

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气膜冷却孔电加工工艺与装备技术研究 被引量：9

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作者 佟浩 李勇 李宝泉 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第18期34-45,共12页

面向航空发动机热端涡轮叶片上气膜冷却孔加工,报道了近10年来的气膜冷却孔电火花加工研究现状,并阐述了在解决复合材料(高温合金基体+陶瓷热障涂层)、复合结构(圆形孔段+扩散结构)、表面低/无损伤的气膜冷却孔加工问题上的研究尝试,侧... 面向航空发动机热端涡轮叶片上气膜冷却孔加工,报道了近10年来的气膜冷却孔电火花加工研究现状,并阐述了在解决复合材料(高温合金基体+陶瓷热障涂层)、复合结构(圆形孔段+扩散结构)、表面低/无损伤的气膜冷却孔加工问题上的研究尝试,侧重在电加工工艺与装备技术方面的创新思想和研究进展。研发出功能主轴头、高能量密度脉冲电源、加工间隙伺服控制方法、组合冲液系统、贯穿检测方法等关键方法和核心技术。验证了无重铸层的电火花电解复合/组合穿孔加工工艺、扩散结构电火花分块成形加工工艺、氧化锆陶瓷热障涂层放电辅助化学加工工艺的可行性。集成研发出气膜冷却孔电火花加工的六轴数控装备,实现了直孔和斜孔批量化全自动加工过程,穿孔效率达到>20mm/min,孔径精度优于±20μm,重铸层平均厚度可控<10μm。 展开更多

关键词 航空发动机 涡轮叶片 气膜冷却孔 电火花加工 扩散结构 陶瓷热障涂层

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冷却孔复合角和排列方式综合作用对平板气膜冷却效果的影响 被引量：3

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作者 陈伟 董若凌 +2 位作者 施红辉 张晓东 沈伟杰 《浙江理工大学学报（自然科学版）》 2013年第4期540-545,共6页

研究复合角和排列方式综合作用对平板气膜冷却效果的影响。采用数值模拟的方法,保持射流圆孔尺寸、间距及倾斜角不变,分别对四种孔阵的平板气膜冷却进行了流动和传热的分析。利用Realizable k-ε湍流模型,标准壁面函数边界处理和SIMPLE... 研究复合角和排列方式综合作用对平板气膜冷却效果的影响。采用数值模拟的方法,保持射流圆孔尺寸、间距及倾斜角不变,分别对四种孔阵的平板气膜冷却进行了流动和传热的分析。利用Realizable k-ε湍流模型,标准壁面函数边界处理和SIMPLE算法,分析速度、涡量、冷却效率,对比冷却孔复合角和排列方式综合作用对平板气膜冷却效果的影响。结果显示:复合角和叉排同时存在时可改善平板展向上的冷却效果,而在平板流向上对冷却效果的影响不明显。结合吹风比得出较优的孔排方式。 展开更多

关键词 冷却孔 复合角 排列方式 平板 气膜冷却 数值模拟

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航空发动机气膜冷却孔的打孔工艺 被引量：9

5

作者 刘军 《航空发动机》 1995年第2期31-36,共6页

本文介绍了国内外航空涡轮发动机气膜冷却孔的主要打孔工艺方法,并介绍了各种工艺方法的适用范围及存在的主要问题。文中还着重探讨了气膜冷却孔加工中再铸层及微裂纹问题,并针对国内技术水平和设备现状,提出了新机研制和批量生产应选... 本文介绍了国内外航空涡轮发动机气膜冷却孔的主要打孔工艺方法,并介绍了各种工艺方法的适用范围及存在的主要问题。文中还着重探讨了气膜冷却孔加工中再铸层及微裂纹问题,并针对国内技术水平和设备现状,提出了新机研制和批量生产应选用的打孔工艺方法。 展开更多

关键词 航空发动机 气膜 冷却孔 打孔工艺

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涡轮叶片持久寿命预测中气膜冷却孔的影响

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作者 蔡志勤 孙兴华 +2 位作者 姜立学 周柏卓 王德伦 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期437-441,共5页

从涡轮叶片典型部位取材并设计加工试件,进行持久寿命试验。通过观察比较试验结果,发现相同名义应力下气膜冷却孔将使试件的持久寿命大为降低。为了验证这一结论,采用有限元数值模拟的方法对该试件的持久拉伸过程进行模拟,同时考虑材料... 从涡轮叶片典型部位取材并设计加工试件,进行持久寿命试验。通过观察比较试验结果,发现相同名义应力下气膜冷却孔将使试件的持久寿命大为降低。为了验证这一结论,采用有限元数值模拟的方法对该试件的持久拉伸过程进行模拟,同时考虑材料的正交各向异性以及高温条件下的蠕变规律,求得应力集中最大节点的应力值,进而算出其持久寿命,并与标准试件进行比较。 展开更多

关键词 涡轮叶片 持久寿命 气膜冷却孔 数值模拟

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超快激光加工涡轮叶片气膜冷却孔技术研究 被引量：7

7

作者 张晓兵 纪亮 +3 位作者 蔡敏 毛忠 李元成 张伟 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2021年第21期14-22,共9页

应用超快激光制孔技术以获得更高质量的涡轮叶片气膜冷却孔已在国内外得到广泛研究。介绍了国外超快激光加工较大深径比小孔的技术动态,并描述了基于2.1ps脉冲宽度、400μJ脉冲能量的超快激光加工小孔的孔壁质量,小孔深度与加工的效率... 应用超快激光制孔技术以获得更高质量的涡轮叶片气膜冷却孔已在国内外得到广泛研究。介绍了国外超快激光加工较大深径比小孔的技术动态,并描述了基于2.1ps脉冲宽度、400μJ脉冲能量的超快激光加工小孔的孔壁质量,小孔深度与加工的效率相关性,毫秒、纳秒、皮秒激光加工小孔对单晶高温合金试样疲劳性能的对比结果;针对发动机带热障涂层的叶片、双层壁结构叶片加工气膜冷却孔以及异型气膜冷却孔等,进一步描述了相应的工艺研究结果;最后针对超快激光加工叶片气膜冷却孔技术工程化应用提出了下一步应重点开展的研究工作。 展开更多

关键词 超快激光 气膜冷却孔 涡轮叶片 单晶高温合金 热障涂层

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含冷却孔镍基合金次级取向效应的应变梯度晶体塑性有限元研究 被引量：4

8

作者 熊宇凯 赵建锋 +3 位作者 饶威 黄志勇 康国政 张旭 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期120-133,共14页

单晶镍基合金具有优异的耐高温、高强、高韧等性能,这些力学性能受制造过程引入的次级取向和冷却孔的影响.已有研究大多关注单孔薄板的变形机理和力学性能,而工程中应用的往往是多孔薄板,当前亟需阐明多孔的塑性滑移带变形机理、次级取... 单晶镍基合金具有优异的耐高温、高强、高韧等性能,这些力学性能受制造过程引入的次级取向和冷却孔的影响.已有研究大多关注单孔薄板的变形机理和力学性能,而工程中应用的往往是多孔薄板,当前亟需阐明多孔的塑性滑移带变形机理、次级取向效应以及冷却孔引起的应变梯度效应.文章采用基于位错机制的非局部晶体塑性本构模型对含冷却孔镍基单晶薄板的单拉变形进行了数值模拟.此模型基于塑性滑移梯度与几何必需位错的关系引入了位错流动项,因此可有效刻画非均匀变形过程中的应变梯度效应.为了全面揭示含孔镍基薄板的次级取向效应,系统研究了[100]和[110]取向(两种次级取向)下镍基薄板的单拉变形行为,并重点探究了在两种次级取向下冷却孔数量对薄板塑性行为的影响.此外,还分析了镍基合金板变形过程中各个滑移系上分切应力变化、主导滑移系开动以及几何必需位错密度的演化过程,并讨论了塑性滑移量及其分布特征对不同次级取向镍基合金板强度的影响.研究表明,单孔和多孔的[110]薄板抗拉强度均低于[100]薄板,多孔薄板的塑性变形过程比单孔薄板更为复杂且受次级取向影响更大,并且发生滑移梯度位置主要位于冷却孔附近以及塑性滑移带区域.研究结果可为工程中镍基合金的设计和服役提供理论指导. 展开更多

关键词 晶体塑性 镍基合金 冷却孔 次级取向 塑性滑移 应变梯度

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叶顶冷却孔尺寸对透平动叶冷却特性影响研究

9

作者 段静瑶 肖俊峰 +5 位作者 于飞龙 高松 李园园 刘战胜 张蒙 闫安 《汽轮机技术》 北大核心 2022年第4期267-270,317,共5页

为研究叶顶冷却孔尺寸对透平叶片冷却特性的影响,以某重型燃气轮机透平第一级动叶为研究对象,在叶顶冷却孔直径为0.8mm、0.9mm、1.0mm和1.1mm的条件下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,当叶顶冷却孔直径从0.8mm增大至1.1mm,其相对流... 为研究叶顶冷却孔尺寸对透平叶片冷却特性的影响,以某重型燃气轮机透平第一级动叶为研究对象,在叶顶冷却孔直径为0.8mm、0.9mm、1.0mm和1.1mm的条件下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,当叶顶冷却孔直径从0.8mm增大至1.1mm,其相对流量由2.23%增大至3.87%,叶顶平均温度降低了8℃,叶顶冷却效率增高了3.29%。叶顶冷却孔直径变化对叶身温度分布影响较小,对叶顶温度分布影响较大;大叶顶冷却孔直径情况下,冷却流量增大导致冷却流体射出后未贴附凹槽内壁面,部分高温燃气在凹槽前部流入叶顶形成高温区,但阻止了部分燃气冲击凹槽中部;小叶顶冷却孔直径情况下,从叶顶冷却孔流出的冷却气流分为两部分,其中一部分流向凹槽压力面侧,对压力面侧高温燃气进入凹槽起到一定阻碍作用。 展开更多

关键词 燃气轮机 透平动叶 冷却孔 冷却特性

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直升机动力舱冷却系统冷却孔进气优化设计 被引量：7

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作者 石嵩 吕晓锋 张贺 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期264-269,共6页

对某型民用直升机动力舱冷却系统冷却孔的进气性能开展优化研究,参考飞机辅助动力单元(Applicant power unit,APU)进气系统形式设计了两类收风装置。采用数值仿真手段,对比分析在多个速度的前飞状态和不同爬升率的爬升状态下3处冷却孔... 对某型民用直升机动力舱冷却系统冷却孔的进气性能开展优化研究,参考飞机辅助动力单元(Applicant power unit,APU)进气系统形式设计了两类收风装置。采用数值仿真手段,对比分析在多个速度的前飞状态和不同爬升率的爬升状态下3处冷却孔的进气性能。结果显示基于Scoop型设计的收风装置在直升机大速度前飞状态收风效果最好,但在小速度前飞状态进气性能没有得到改善。基于Flush型设计的收风装置同样具有改善进气性能的作用,其最显著优点是在所有飞行状态均保证较高的冷却进气量。为后续的优化设计研究工作指明了方向。 展开更多

关键词 动力舱冷却系统 冷却孔 收风装置 进气优化

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冷却孔非均匀排布波纹板隔热屏冷却特性仿真

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作者 梁喜源 刘海涌 +2 位作者 白晓辉 王子文 刘存良 《航空发动机》 北大核心 2023年第4期26-31,F0002,共7页

为了更加合理地分配冷却气体流量,提高纵向波纹板隔热屏结构的气膜冷却效率,提出了非均匀孔排布局波纹板隔热屏结构,即保持开孔率不变,构建了上游波纹结构气膜孔排布密集、下游波纹结构气膜孔排布稀疏的非均匀结构。在发动机真实工况下... 为了更加合理地分配冷却气体流量,提高纵向波纹板隔热屏结构的气膜冷却效率,提出了非均匀孔排布局波纹板隔热屏结构,即保持开孔率不变,构建了上游波纹结构气膜孔排布密集、下游波纹结构气膜孔排布稀疏的非均匀结构。在发动机真实工况下,采用数值仿真的方法研究了非均匀孔排方式对沿程冷却气体流量分配特性和气膜冷却特性的影响规律,揭示了振幅比变化对波纹板隔热屏冷却效果的影响规律。结果表明:前密后疏型非均匀孔排布局可以改变冷却气体在隔热屏不同位置处的出流量,从而显著提高隔热屏的气膜冷却效率。在气膜孔孔参数以及开孔率不变时,增大隔热屏上游孔排密度既可以提高隔热屏上游的冷却效果,又不会明显降低隔热屏下游的冷却效果,使隔热屏整体面平均气膜冷却效率有所提高,相比于均匀孔排结构,前密后疏孔排布局最高可使隔热屏面平均气膜冷却效率提高12.66%;在相同工况下,当振幅比从0.035增大至0.075时,隔热屏的面平均气膜冷却效率显著提高,最高可使其面平均气膜冷却效率提高16.32%。 展开更多

关键词 波纹板隔热屏 非均匀排布冷却孔 振幅比 冷却气体流量 气膜冷却效率 加力燃烧室

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中低压车用消防泵中压室冷却孔的设计与计算

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作者 荆祥华 朱建朋 +1 位作者 袁建平 唐恭佩 《排灌机械》 2006年第6期12-14,共3页

针对CB20.10/30.60型中低压车用消防泵在低压工况运转时,中压室发热现象,提出在中压室增加循环冷却水的解决方案:在角阀体上开一小孔,使得在角阀关闭状态下低压室的水能进入中压室进行冷却,增加回水管路,中压室的水能够回到水泵吸入口.... 针对CB20.10/30.60型中低压车用消防泵在低压工况运转时,中压室发热现象,提出在中压室增加循环冷却水的解决方案:在角阀体上开一小孔,使得在角阀关闭状态下低压室的水能进入中压室进行冷却,增加回水管路,中压室的水能够回到水泵吸入口.该方案中,冷却孔孔径的确定成为关键,提出了冷却孔的理论计算方法,结合试验验证,最终确定出中压室冷却孔径的合理尺寸,解决了中压室发热问题. 展开更多

关键词 车用消防泵 中压室 冷却孔 回水流量 冷却水流量

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循环热力载荷下含冷却孔热障涂层的强度分析

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作者 张子凡 蔡振威 +2 位作者 王炜哲 彭迪 刘应征 《湘潭大学学报（自然科学版）》 CAS 2019年第6期104-112,共9页

在实际服役工况下,燃气轮机涡轮叶片热障涂层较易在冷却孔附近产生开裂和脱落,造成严重的安全问题.为了深入研究这一过程中的机理,该文通过建立含冷却孔热障涂层系统的三维有限元模型,以实际工况下流固耦合计算得到的温度场作为边界条件... 在实际服役工况下,燃气轮机涡轮叶片热障涂层较易在冷却孔附近产生开裂和脱落,造成严重的安全问题.为了深入研究这一过程中的机理,该文通过建立含冷却孔热障涂层系统的三维有限元模型,以实际工况下流固耦合计算得到的温度场作为边界条件,分析循环热力载荷下热障涂层内部应力分布和发展趋势.结果表明,在冷却孔附近的涂层界面间存在应力集中现象,且随着循环应力数值增大,应力集中区域发生迁移.TGO层的不规则生长导致了应力在孔口附近界面处集中,特别是孔口上游区域的TC/TGO界面和TGO/BC界面处. 展开更多

关键词 热障涂层系统 循环热力载荷 冷却孔 界面应力

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致密发散孔冷却环形折流甩油盘燃烧室设计研究

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作者 何悟 郭志辉 +3 位作者 赵学成 邵伏永 蒋雪辉 吴静 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期2788-2796,共9页

为了研究致密发散小孔冷却环形折流燃烧室的设计方法,根据火焰筒头部无冷却时的流场形态及期望引导的流场形态,对头部壁面发散小孔进行了两种对比性设计。为对比两种方案的优劣,对设计后的燃烧室进行了数值模拟。结果表明通过增加发散小... 为了研究致密发散小孔冷却环形折流燃烧室的设计方法,根据火焰筒头部无冷却时的流场形态及期望引导的流场形态,对头部壁面发散小孔进行了两种对比性设计。为对比两种方案的优劣,对设计后的燃烧室进行了数值模拟。结果表明通过增加发散小孔,调节内外环射流孔的气量分配,可成功诱导出期望的多涡流场,且方案2的发散小孔冷却效果更佳。证明通过调整内外环发散小孔开孔数量来调节射流孔的射流穿透深度,并结合甩油盘油雾诱导理想的主燃区流场形成是可行的;采用孔倾角为钝角的发散小孔可更好地保护热负荷压力大的前几排火焰筒壁面;通过在高温区增大孔阵疏密度,把高温区处的发散小孔孔径由原先的0.68mm减小至0.3~0.55mm,可实现在不改变冷气流量的前提下,增强换热,降低壁面温度。 展开更多

关键词 甩油盘环形燃烧室 发散冷却孔 主燃区 流场 仿真

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多斜孔火焰筒壁冷却结构的数值模拟 被引量：4

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作者 李志强 田涛 陈钦 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1204-1209,共6页

通过数值模拟对多斜孔火焰筒冷却结构平板模型进行了研究,重点探讨了吹风比、孔斜角、孔阵排列方式、复合角和孔结构对壁面绝热温比的影响规律.结果表明:吹风比和孔斜角的大小对斜孔板的冷却效果有较大的影响,吹风比越大和孔斜角越小,... 通过数值模拟对多斜孔火焰筒冷却结构平板模型进行了研究,重点探讨了吹风比、孔斜角、孔阵排列方式、复合角和孔结构对壁面绝热温比的影响规律.结果表明:吹风比和孔斜角的大小对斜孔板的冷却效果有较大的影响,吹风比越大和孔斜角越小,冷却效果越好;孔阵的排列方式对冷却效果有一定的影响,长菱形分布优于正菱形分布;而孔偏角的引入则对冷却不利;与普通圆柱型斜孔相比,所提出的缩扩型斜孔在较低的吹风比下有利于改善冷却效果,而在大吹风比下则对冷却不利. 展开更多

关键词 火焰筒 多斜孔气膜冷却 冷却效率 缩扩型斜孔 圆柱型斜孔

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涡轮叶片冷却气膜孔及涂层缺陷检测技术研究进展 被引量：3

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作者 夏凯龙 葛超 +1 位作者 王秋童 何箐 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第13期92-104,共13页

为满足现代燃气涡轮发动机长寿命、高可靠性的需求,高性能涡轮叶片呈现出气膜冷却结构和热障涂层热防护一体化设计与制造的发展趋势。然而气膜孔制备过程产生的显微组织缺陷和涂层涂覆过程导致的尺寸偏差会影响气膜结构及其冷却效率,先... 为满足现代燃气涡轮发动机长寿命、高可靠性的需求,高性能涡轮叶片呈现出气膜冷却结构和热障涂层热防护一体化设计与制造的发展趋势。然而气膜孔制备过程产生的显微组织缺陷和涂层涂覆过程导致的尺寸偏差会影响气膜结构及其冷却效率,先涂层后飞秒激光制孔也会引起涂层局部烧结甚至开裂。叶片服役过程中,受到温度梯度和边缘效应的影响,孔边涂层更易产生应力集中进而导致裂纹的萌生扩展,成为失效的薄弱环节。目前,包括塞规法、流量法和微小探针法等传统测量手段均无法有效评估气膜孔尺寸参数、形状特征和加工缺陷。在各类用于叶片及其涂层质量评价的无损检测方法中,主动红外热成像法具有快捷、多功能和有效质量控制等优势。基于上述研究背景,本文综述了快速、高精度的气膜孔参数测量和孔边合金及涂层缺陷的评估方法,论述了燃气涡轮发动机涡轮叶片常见气冷结构及其制备工艺的发展,详细列举了主动式红外热成像技术用于气膜孔质量评价的研究进展,同时总结了现有技术的不足和发展方向,对提升涡轮叶片冷却结构和气膜孔加工质量控制水平具有重要意义。 展开更多

关键词 涡轮叶片 热障涂层 冷却气膜孔 无损检测 红外热成像

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多斜孔冷却火焰筒燃烧性能试验研究 被引量：3

17

作者 刁瑶朋 王少波 《航空发动机》 2016年第1期84-87,共4页

为了保证高温升燃烧室火焰筒壁温,进行了多斜孔冷却火焰筒燃烧性能试验。通过对多斜孔冷却火焰筒和常规气膜冷却火焰筒的试验对比,研究了多斜孔冷却火焰筒的燃烧性能。研究结果表明:与常规气膜冷却火焰筒相比,多斜孔冷却火焰筒具有冷却... 为了保证高温升燃烧室火焰筒壁温,进行了多斜孔冷却火焰筒燃烧性能试验。通过对多斜孔冷却火焰筒和常规气膜冷却火焰筒的试验对比,研究了多斜孔冷却火焰筒的燃烧性能。研究结果表明:与常规气膜冷却火焰筒相比,多斜孔冷却火焰筒具有冷却空气量少、火焰筒壁温低和温度梯度小等优点;采用了多斜孔冷却方式的火焰筒,其温度场、燃烧效率、火焰筒壁温和慢车贫油熄火油气特性等燃烧性能均达到或超过了常规气膜冷却火焰筒的水平。 展开更多

关键词 多斜孔冷却 火焰筒 燃烧性能 壁温 温度梯度 试验 航空发动机

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多斜孔平板总冷却效率及其梯度分布试验研究

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作者 彭云晖 张弛 +1 位作者 许全宏 林宇震 《航空发动机》 北大核心 2019年第6期56-61,共6页

为了发展燃烧室先进冷却技术,在吹风比0.35~3.28下试验研究了多斜孔平板的总冷却效率及其梯度。研究所用的多斜孔平板具有与典型航空发动机燃烧室相似的交叉排列多斜孔布局,但采用低导热系数材料制成,以展示和分析多斜孔平板的传热过程... 为了发展燃烧室先进冷却技术,在吹风比0.35~3.28下试验研究了多斜孔平板的总冷却效率及其梯度。研究所用的多斜孔平板具有与典型航空发动机燃烧室相似的交叉排列多斜孔布局,但采用低导热系数材料制成,以展示和分析多斜孔平板的传热过程。采用红外成像技术测量了多斜孔平板的表面2维温度场,从而获得壁面总冷却效率及其梯度的分布。试验结果表明:随着吹风比从0.35增大到3.28,多斜孔平板在充分发展区域的展向平均冷却效率从0.61先增大到0.70后减小到0.67,原因是总冷却效率实质上得益于多斜孔内部的对流换热和冷却气膜的覆壁保护作用。 展开更多

关键词 多斜孔冷却 总冷却效率 红外成像 燃烧室 航空发动机

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逆向射流多斜孔气膜冷却的数值模拟 被引量：1

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作者 赵文毓 王力军 《沈阳航空工业学院学报》 2007年第4期5-8,共4页

为了使航空燃气轮机燃烧室在高于燃烧室材料许用温度的前提下能够正常工作,需对燃烧室内壁采取冷却措施,并对变吹风比和变角度下的逆向射流多斜孔气膜冷却进行了数值模拟。在贴体坐标下划分网格,采用k-ε模型模拟湍流流动,求解气膜冷却... 为了使航空燃气轮机燃烧室在高于燃烧室材料许用温度的前提下能够正常工作,需对燃烧室内壁采取冷却措施,并对变吹风比和变角度下的逆向射流多斜孔气膜冷却进行了数值模拟。在贴体坐标下划分网格,采用k-ε模型模拟湍流流动,求解气膜冷却过程的数学模型。分别改变逆向射流同主流的夹角,使其为20°、30°、45°和60,°改变吹风比的变化范围为0.5到1.5等多种条件下,对多斜孔气膜冷却效果进行了数值模拟。在所研究的范围内得到了符合规律的结论。研究结果表明,当吹风比不变的情况下,减小逆向射流角度,用有效温比表示的冷却效果相应提高。当逆向射流角度不变时,增加吹风比,冷却效果也相应提高。 展开更多

关键词 多斜孔气膜冷却 逆向射流 有效温比 数值模拟

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利用交变旋转磁场去除叶片气膜孔毛刺的试验研究 被引量：10

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作者 李阔 陈燕 +1 位作者 张志超 金文博 《航空制造技术》 2017年第9期66-70,共5页

对航空发动机叶片采用电火花打出气膜冷却孔后产生的毛刺,用传统的加工方法难以去除,利用交变旋转电磁场带动微细磁针旋转与气膜冷却孔发生碰撞可有效去除叶片气膜冷却孔的毛刺。从理论上分析了磁力研磨法的工作原理、磁力研磨过程中磁... 对航空发动机叶片采用电火花打出气膜冷却孔后产生的毛刺,用传统的加工方法难以去除,利用交变旋转电磁场带动微细磁针旋转与气膜冷却孔发生碰撞可有效去除叶片气膜冷却孔的毛刺。从理论上分析了磁力研磨法的工作原理、磁力研磨过程中磁针的运动方式以及影响磁力研磨加工效率的因素,并对气膜冷却孔进行磁力研磨抛光试验;采用3D超景深显微镜观察叶片气膜冷却孔研磨前后表面微观形貌的变化。试验结果表明:利用磁力研磨法可以有效去除叶片气膜冷却孔的毛刺,使表面形貌得到改善,满足工件的使用要求。 展开更多

关键词 气膜冷却孔 磁力研磨 交变旋转磁场 毛刺 磁针

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