【摘 要】
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为了揭示不同进气腔配置诱导涡系重构对气膜冷却效果的影响,在圆柱形气膜孔的基础上研究了三种不同冷气腔结构以产生不同的进气预旋气膜冷却流动结构,并对三种冷气腔在吹风比
【机 构】
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哈尔滨工程大学动力与能源工程学院;
【基金项目】
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国家自然科学基金(51809065);黑龙江省自然科学基金(QC2017047)资助项目
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为了揭示不同进气腔配置诱导涡系重构对气膜冷却效果的影响,在圆柱形气膜孔的基础上研究了三种不同冷气腔结构以产生不同的进气预旋气膜冷却流动结构,并对三种冷气腔在吹风比分别为0.5、1.0、1.5、2.0的条件下进行了对比研究。结果表明:在低吹风比时,冷却气体出射动量小,三种进气方式的气膜冷却效率相当。随着吹风比的增加,进气预旋气膜冷却的优势逐渐显著。在吹风比为2.0时,原始进气冷却流体出射动量大且分布均匀,形成了强肾形涡,气膜冷却效率最低;第一种进气射流在孔上游形成一低动量区,该区域冷气与高温主流相互作用后绕开高动量区冷气射流后贴附壁面,在下游冷却效果明显;第二种进气冷却流体以单向旋涡的结构喷出,在下游形成一侧旋涡"压"着另一侧旋涡的流动形式,使被压旋涡中冷气更好地贴附壁面,射流侧向速度大,扩大了射流展向覆盖区域。相对于原始进气,第一种进气和第二种进气的平均绝热气膜效率,在吹风比为1.0时,分别提高了约10%和25%,在吹风比为1.5时,分别提高了约50%和550%。
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