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题名含端壁涡轮导叶红外测温的误差影响机理研究
被引量：1
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作者
翟颖妮
梁智杰
孟宪龙
刘存良
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机构
西安建筑科技大学机电工程学院
西北工业大学动力与能源学院
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出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期101-113,共13页
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基金
国家自然科学基金项目(52176205)
陕西省创新能力支撑计划资助项目(2023-CX-TD-19)
“叶企孙”科学基金项目(U2241268)。
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文摘
由于涡轮叶片所处的工作环境复杂,受到壁面及燃气辐射干扰,导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况,采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典同心球模型进行了角系数,有效辐射等可靠性验证计算,验证方法可靠。基于该方法进行了端壁与涡轮导叶各网格单元的角系数,叶片表面间的辐射换热计算,输出涡轮导叶的表面辐射特性分布,运用玻耳兹曼定律反推导出该工况涡轮导叶所受到的辐射能流分布情况;计算分析了不同误差影响机理下,含端壁的涡轮导叶温度误差分布情况,探明了热辐射环境下对叶片表面辐射特性的影响。结果表明:当进口黑体辐射温度在1 400~1 800 K之间,进口辐射强度是对叶片换热影响最大的因素;利用有效辐射和所计算的误差分布可知,进口辐射温度影响区域主要是叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.82%;通过有效辐射及误差分布可见,出口黑体辐射温度的变化对于涡轮导叶的影响较小,受温度影响区域也主要为叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.35%;叶片表面发射率与温度成正相关,当叶片表面发射率增大时,叶片表面温度随之均匀升高,在真实工况下,叶片材料物性的改变较小,在发动机设计中可以近似忽略由于叶片温度变化导致物性参数改变带来的影响。
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关键词
涡轮叶片
数值模拟
辐射换热计算
辐射特性
反射辐射
角系数
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Keywords
turbine blades
numerical simulation
radiation heat transfer calculation
radiation characteristics
reflected radiation
view factor
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分类号
V23
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
TN219
[电子电信—物理电子学]
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