本文以航空發(fā)動機燃燒室火焰筒冷卻技術為背景,針對f型和t型兩類帶導流板的沖擊/氣膜冷卻結構開展了實驗研究,分析了吹風比M、溫度比TR、熱流進口湍流度Tu、沖擊間隙比z_n/d、沖擊孔展向間距比y_n/d、沖擊孔流向間距x_n/d、導流板形狀（三角形橫截面與長方形橫截面）、沖擊孔孔徑d等流動和幾何參數(shù)對沖擊/氣膜流場結構和綜合冷效的影響規(guī)律。此外,通過數(shù)值模擬方法研究了克努森數(shù)Kn、熱流湍流度Tu、吹風比M、密度比DR、速度比VR、溫度比TR等無量綱量對沖擊/氣膜流場結構的影響規(guī)律。首先根據相似原理放大尺寸的沖擊/氣膜結構,采用PIV對放大結構開展了流場實驗研究。研究結果表明:吹風比的增加能夠狹縫下游近壁卷吸渦向下游移動,減少了熱氣流卷吸到壁面的情況,但另一方面,導流板端部渦變強使得剪切層內摻混增加;溫度比（0.73~0.91）對沖擊/氣膜過孔截面的流場結構無顯著影響;湍流度的增加使得沖擊/氣膜結構剪切層內摻混增加,狹縫出口的卷吸現(xiàn)象提前發(fā)生;沖擊間隙增大使狹縫出口下游卷吸渦尺寸增大,氣膜層厚度增加,近壁氣流與壁面的分離效果變強... 

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 火焰筒冷卻研究綜述
        1.2.1 火焰筒冷卻技術發(fā)展
        1.2.2 帶導流板的沖擊/氣膜冷卻
        1.2.3 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內容
第二章 沖擊/氣膜流場測量方法研究
    2.1 沖擊/氣膜流場測試手段
    2.2 沖擊/氣膜流場相似研究
        2.2.1 相似理論介紹
        2.2.2 沖擊/氣膜流場相似方法
        2.2.3 實驗參數(shù)的確定
    2.3 本章小結
第三章 沖擊/氣膜流場實驗研究
    3.1 實驗方案
        3.1.1 實驗系統(tǒng)
        3.1.2 PIV測量系統(tǒng)
        3.1.3 實驗工況
        3.1.4 參數(shù)定義
        3.1.5 測量誤差與不確定度分析
    3.2 f型沖擊/氣膜流場分析
        3.2.1 吹風比的影響
        3.2.2 溫比的影響
        3.2.3 沖擊間隙的影響
        3.2.4 沖擊孔展向間距的影響
        3.2.5 導流環(huán)形狀對影響
    3.3 t型沖擊/氣膜流場分析
        3.3.1 熱流湍流度的影響
        3.3.2 t型和f型沖擊/氣膜流場對比分析
        3.3.3 吹風比的影響
        3.3.4 溫比的影響
        3.3.5 沖擊間隙的影響
        3.3.6 沖擊孔展向間距的影響
        3.3.7 導流環(huán)形狀的影響
    3.4 本章小結
第四章 沖擊/氣膜流場數(shù)值模擬
    4.1 數(shù)值模擬方法
        4.1.1 物理模型及邊界條件
        4.1.2 網格劃分及獨立性驗證
        4.1.3 控制方程
        4.1.4 計算參數(shù)設置
        4.1.5 湍流模型選擇
    4.2 無量綱參數(shù)對流場影響
        4.2.1 參數(shù)定義及計算工況
        4.2.2 結果分析
    4.3 本章小結
第五章 沖擊/氣膜綜合冷效實驗研究
    5.1 實驗方案
        5.1.1 實驗系統(tǒng)
        5.1.2 實驗工況
        5.1.3 參數(shù)定義
        5.1.4 不確定度分析
    5.2 f型沖擊/氣膜流場分析
        5.2.1 吹風比的影響
        5.2.2 沖擊間隙比的影響
        5.2.3 沖擊孔展向間距比的影響
        5.2.4 沖擊孔流向間距的影響
        5.2.5 經驗公式整理
    5.3 t型沖擊/氣膜流場分析
        5.3.1 吹風比的影響
        5.3.2 沖擊間隙比的影響
        5.3.3 沖擊孔展向間距比的影響
        5.3.4 孔徑的影響
        5.3.5 經驗公式整理
    5.4 t型和f型沖擊/氣膜綜合冷效對比分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]微尺度流動研究中的幾個問題[J]. 陶然,權曉波,徐建中.  工程熱物理學報. 2001(05)
[2]沖擊加多斜孔雙層壁冷卻方式氣膜絕熱溫比研究[J]. 許全宏,張寶華,林宇震,劉高恩.  航空動力學報. 2000(04)
[3]沖擊粗糙壁面復合冷卻實驗研究[J]. 張凈玉,常海萍.  航空動力學報. 2001(04)
[4]加速發(fā)展我國航空發(fā)動機事業(yè)[J]. 劉大響.  燃氣渦輪試驗與研究. 2000(03)
[5]流場測試技術及其在離心泵中的應用進展[J]. 袁建平,袁壽其,何志霞.  水泵技術. 2003(02)
[6]密度差和速度比對單排孔氣膜冷卻效率的影響[J]. 李麗,彭曉峰,王補宣.  航空動力學報. 2007(09)
[7]沖擊+逆向對流+氣膜冷卻傳熱特性的研究[J]. 宋雙文,楊衛(wèi)華,胡好生,張靖周.  航空動力學報. 2007(09)
[8]Micro-PIV技術-粒子圖像測速技術的新進展[J]. 王昊利,王元.  力學進展. 2005(01)
[9]動量比對渦輪葉片氣膜孔流量系數(shù)的影響[J]. 鄧明春,朱惠人,李冰,許都純.  燃氣渦輪試驗與研究. 2006(01)
[10]平板氣膜冷卻孔下游湍流場的試驗研究[J]. 梁俊宇,孟寶寶,康順,翟麗娜.  動力工程學報. 2012(06)

博士論文
[1]沖擊—致密微孔浮動壁火焰筒冷卻研究[D]. 李彬.南京航空航天大學 2008

碩士論文
[1]基于某型燃燒室多種冷卻方案對比分析[D]. 李季.南京航空航天大學 2016
[2]某型三級旋流燃燒室的沖擊/氣膜冷卻方案研究[D]. 王菲.南京航空航天大學 2013
[3]帶有初始橫流的狹小空間內沖擊冷卻特性研究[D]. 解建恒.南京航空航天大學 2009



本文編號：3715054