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延伸冲击-扇形气膜孔复合结构耦合换热实验与数值研究
被引量：
1
1
作者
吴航
杨星
+2 位作者
蔡海扬
刘钊
丰镇平
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期156-167,共12页
针对冲击-气膜复合冷却结构,采用实验与数值方法,对比了基于圆形气膜孔的传统冲击、延伸冲击、小距离冲击、基于扇形气膜孔的传统冲击、延伸冲击5种复合冷却系统的耦合换热和流动特性。采用红外热成像技术,获得了5种复合冷却结构在吹风...
针对冲击-气膜复合冷却结构,采用实验与数值方法,对比了基于圆形气膜孔的传统冲击、延伸冲击、小距离冲击、基于扇形气膜孔的传统冲击、延伸冲击5种复合冷却系统的耦合换热和流动特性。采用红外热成像技术,获得了5种复合冷却结构在吹风比分别为0.6、1.0、1.5时外壁面的综合冷却有效度,并通过数值计算进一步揭示了内部冷却的流动和换热特征。研究结果表明:在不产生额外气动损失的前提下,延伸冲击孔结构可提升内部冷却的换热系数,进而小幅度提升壁面的综合冷却有效度,幅度为1.2%~4.6%,但随着冷气量的增大综合冷却有效度提升幅度有所减小;减小冲击距离能够提升内部冲击换热效果,但不会对综合冷却有效度产生明显影响;采用扇形气膜孔可大幅度提升外部气膜冷却性能,且提升幅度大于采用延伸冲击内部改进结构的。相较于传统的圆形气膜孔-冲击复合冷却结构,在相同冷气量条件下,基于扇形孔的延伸冲击改进方案可将壁面的面平均综合冷却有效度提高7.6%~8.5%,并将系统的流量系数提升30%以上。
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关键词
耦合换热
延伸冲击
气膜冷却
综合冷却有效度
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职称材料
延伸冲击孔冲击冷却流动与换热特性的数值研究
被引量：
4
2
作者
吴航
杨星
+2 位作者
赵强
武斌
丰镇平
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期291-298,共8页
为了研究冲击孔延伸长度对于冲击冷却系统冷却性能的影响,采用数值模拟方法分析了3个冲击雷诺数和5个冲击孔延伸长度对冲击腔内流动与换热特性的影响,给出了靶面努塞尔数分布、靶面压力分布、中心截面流速与综合换热性能的变化。结果表...
为了研究冲击孔延伸长度对于冲击冷却系统冷却性能的影响,采用数值模拟方法分析了3个冲击雷诺数和5个冲击孔延伸长度对冲击腔内流动与换热特性的影响,给出了靶面努塞尔数分布、靶面压力分布、中心截面流速与综合换热性能的变化。结果表明:延伸冲击孔可以有效地防止横流对冲击射流的偏转作用,同时使射流出口更加贴近冲击靶面壁面,冲击速度更高,可以明显提高靶面的换热系数,并且整个靶面上的换热系数分布也更加均匀。冲击冷却的冷却性能随着冲击孔延伸长度的增加而增加。相较于传统冲击冷却(Baseline),在延伸距离为冲击孔直径的2.5倍时,靶面平均努塞尔数提升达15%以上,但压力损失也相对较高;对比不同延伸长度冲击孔的综合换热性能,发现存在最佳的延伸距离范围,使冲击冷却系统获得最佳的综合冷却性能。在本研究范围内,最佳延伸距离为冲击孔直径的2.5倍。
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关键词
冲击
冷却
延伸冲击
孔
换热特性
流动特性
综合换热性能
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职称材料
题名
延伸冲击-扇形气膜孔复合结构耦合换热实验与数值研究
被引量：
1
1
作者
吴航
杨星
蔡海扬
刘钊
丰镇平
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
陕西省叶轮机械及动力装备工程实验室
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期156-167,共12页
基金
国家科技重大专项资助项目(2017-Ⅲ-0003-0027)。
文摘
针对冲击-气膜复合冷却结构,采用实验与数值方法,对比了基于圆形气膜孔的传统冲击、延伸冲击、小距离冲击、基于扇形气膜孔的传统冲击、延伸冲击5种复合冷却系统的耦合换热和流动特性。采用红外热成像技术,获得了5种复合冷却结构在吹风比分别为0.6、1.0、1.5时外壁面的综合冷却有效度,并通过数值计算进一步揭示了内部冷却的流动和换热特征。研究结果表明:在不产生额外气动损失的前提下,延伸冲击孔结构可提升内部冷却的换热系数,进而小幅度提升壁面的综合冷却有效度,幅度为1.2%~4.6%,但随着冷气量的增大综合冷却有效度提升幅度有所减小;减小冲击距离能够提升内部冲击换热效果,但不会对综合冷却有效度产生明显影响;采用扇形气膜孔可大幅度提升外部气膜冷却性能,且提升幅度大于采用延伸冲击内部改进结构的。相较于传统的圆形气膜孔-冲击复合冷却结构,在相同冷气量条件下,基于扇形孔的延伸冲击改进方案可将壁面的面平均综合冷却有效度提高7.6%~8.5%,并将系统的流量系数提升30%以上。
关键词
耦合换热
延伸冲击
气膜冷却
综合冷却有效度
Keywords
conjugate heat transfer
extended jet impingement
film cooling
overall cooling effectiveness
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
延伸冲击孔冲击冷却流动与换热特性的数值研究
被引量：
4
2
作者
吴航
杨星
赵强
武斌
丰镇平
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期291-298,共8页
基金
国家科技重大专项(2017-Ⅲ-0003-0027)
中央高校基本科研业务费专项资金(xjh012019020)。
文摘
为了研究冲击孔延伸长度对于冲击冷却系统冷却性能的影响,采用数值模拟方法分析了3个冲击雷诺数和5个冲击孔延伸长度对冲击腔内流动与换热特性的影响,给出了靶面努塞尔数分布、靶面压力分布、中心截面流速与综合换热性能的变化。结果表明:延伸冲击孔可以有效地防止横流对冲击射流的偏转作用,同时使射流出口更加贴近冲击靶面壁面,冲击速度更高,可以明显提高靶面的换热系数,并且整个靶面上的换热系数分布也更加均匀。冲击冷却的冷却性能随着冲击孔延伸长度的增加而增加。相较于传统冲击冷却(Baseline),在延伸距离为冲击孔直径的2.5倍时,靶面平均努塞尔数提升达15%以上,但压力损失也相对较高;对比不同延伸长度冲击孔的综合换热性能,发现存在最佳的延伸距离范围,使冲击冷却系统获得最佳的综合冷却性能。在本研究范围内,最佳延伸距离为冲击孔直径的2.5倍。
关键词
冲击
冷却
延伸冲击
孔
换热特性
流动特性
综合换热性能
Keywords
Impingement cooling
Extended jet hole
Heat transfer characteristic
Flow characteristic
Comprehensive heat transfer performance
分类号
TK47 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
延伸冲击-扇形气膜孔复合结构耦合换热实验与数值研究
吴航
杨星
蔡海扬
刘钊
丰镇平
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
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职称材料
2
延伸冲击孔冲击冷却流动与换热特性的数值研究
吴航
杨星
赵强
武斌
丰镇平
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
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