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题名上游引导式槽缝射流的涡轮端壁气膜冷却效率实验研究
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作者
叶林
梁喜源
李维
李洋
马浩男
刘存良
张帆
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机构
西北工业大学动力与能源学院
四川天府新区西工大先进动力研究院
中国航发湖南动力机械研究所
中国运载火箭技术研究院空间物理重点实验室
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出处
《推进技术》
北大核心
2025年第10期182-193,共12页
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基金
国家自然科学基金(52406056,U2241268,U2241251)
先进航空动力创新工作站(HKCX2024-01-028)
陕西省创新能力支撑计划(2023-CX-TD-19)。
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文摘
位于燃烧室出口后的涡轮导叶端壁表面承受极强的热负荷和复杂的通道涡作用,其表面通常采用上游槽缝结构组合下游离散孔进行气膜冷却,但缝/孔结构的流量分配可能对端壁表面的气膜冷却效率分布及覆盖范围产生影响。为探究冷气流量分配对涡轮端壁表面缝/孔组合冷却气膜冷却性能的影响,本文基于稳态压敏漆技术测量了不同质量流量比(MFR)时单一结构及缝/孔组合结构的气膜冷却效率分布特征,同时分析了引导式槽缝流量分配及缝高对下游孔群气膜冷却叠加的影响。实验结果表明,缝/孔组合冷却结构在小流量比时,近压力面侧存在冷却死区,流量比的增大对该区域气膜冷却效率有明显提升。仅有孔群冷却结构在小流量比时气膜冷却效率优于组合结构,但随着流量比增加,组合结构的冷却优势逐渐呈现,近压力面侧表面气膜覆盖效果也大幅提升。在MFR=1.5%时,组合结构的气膜冷却效率是单一孔群结构的2.33倍,面平均气膜冷却效率显著提升了32.1%。在本文研究的缝高范围内,槽缝高度的降低导致冷气更易贴附在端壁表面,降低缝高、提高流量比显著提高了端壁表面的气膜冷却效率的峰值和展向气膜覆盖情况。
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关键词
引导式槽缝
涡轮端壁
冷却效率
流量分配
实验测量
缝/孔冷却结构
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Keywords
Guided slot
Turbine endwall
Film cooling effectiveness
Flow distribution
Experimental measurement
Slot/holes cooling structure
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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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