双射流气膜出流结构与主流掺混流动特性研究

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1、中图分类号：V232.4论文编号：102870218-S082学科分类号：085232硕士学位论文双射流气膜出流结构与主流掺混流动特性研究研究生姓名李睿学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向传热与燃烧指导教师毛军逵教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonTheFlowStructureofDouble-jetFilmCoolingHolean

2、dtheMixingwithMainstreamAThesisinAerospacepropulsiontheoryandengineeringbyLiRuiAdvisedbyProf.MaoJunkuiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天

3、大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要气膜冷却孔下游流场与主流掺混的流场结构对分析涡轮叶片气膜冷却效率具有重要意义。本文以带槽双射流气膜冷却孔为研究对象，借助热线风速仪研究了气膜孔下游流场与主流掺混的流场结构及其影响因素，为双射流气膜冷却孔优化设计及工程应用提供基础数据参考。论文首先以典型的复合角圆柱形气膜冷却孔为研究对象，采用热线风速仪测量气膜

4、孔下游的流动特性，并与文献公开发表结果对比分析，验证本文的实验系统和测试方法的可靠性。随后，测量了带槽双射流气膜冷却孔的流场结构，获得了冷却孔下游流场速度边界层厚度、横向扩散能力、向下游扩散能力以及穿透主流边界层能力等参数，分析了不同吹风比（M=0.5、1.0、1.5）、不同横向槽宽度（W=4D、4.5D、5D）下，气膜出流特性及其和主流的掺混规律，并与相同工况下的基本双射流气膜冷却孔的流场特性进行比较。研究表明，在吹风比M=0.5时，双射流气膜出流可以有效的覆盖平板壁面隔绝热空气，但随着吹风比的增加，带槽双射流气膜冷却孔显示出更好气膜覆盖效果。因此，在本文的研究参数

5、范围内，槽宽为4.5倍气膜孔直径时，能够获得最佳的气膜覆盖效果。关键词：气膜冷却，双射流气膜冷却，横向槽，热线风速仪，流场结构I双射流气膜出流结构与主流掺混流动特性研究II南京航空航天大学硕士学位论文AbstractInordertostudytheflowfieldstructureofmainstreammixedwithflowfieldandtheinfluenceofthewidthoftrencheddouble-jetfilmcoolingholes,theflowcharacter-isticsofthebasicDouble-jetfilmcooli

6、ngholesandtrencheddouble-jetfilmcoolingaretestedbyhotwireanemometer.Thedifferenceoftrencheddouble-jetfilmcoolingholeswithdifferentwidth(W)werecompared.Inthisresearch,atypicalcompoundangleofcylindricalfilmcoolingholeisregardedastheobjecttomeasuredownstreamflowcharacteristicsbyusinghotwir

7、eanemometer,andcomparedwiththepublishedresults.Thediameterofallthreeholesattheinletwas10mm.Theseholesweremachinedintoflataluminumtestplates30mmthick.Allthreeholeswereinclinedat30deg,givingalength-to-holediameterratioofL/D=6,whereLismeasuredalongtheholecenterlineaxisattheholeinl