单孔射流附壁流场特性的高速纹影研究

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1、ｎｇ－ＴｅｃｈＵｎＺｈｅｊｉａＳｃｉｉｖｅｒｓｉｔｙ硕ｄ：专业学位论文ＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＭａｓｔｅｒ、Ｔｈｅｓｉｓ中文论文题目：单孔射流附壁流场特性的高速纹影研究英文论文题目：ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｈｅＦｌｏｗＦｉｅｌｄＣｈａｒａｃ化ｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳｉｎｇｌｅＨｏｌｅＪｅｔＦｌｏｗｏｆＡｔｔａｃｈｉｎｇｔｏＦｌａｔｗｉｔｈＨｉｇｈＳｐｅｅｄＳｃｈｌｉｅｒｅｎＭｅｔｈｏｄ专业学位类别：令日制专化学仿专业学位领域：动力下稻：

2、作者姓名逊逊指导教师：施红辉教授／博导、葦若凌副教授完成日期：２０１４年１２月２６日浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的硏究工作及取得的硏究成果。除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含具他人已经发表或撰写过的硏究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我－同工作的同志对本研究所做的ｆｌ可贡献均已枉论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：姐餐。３＾签字日期：州年月作日学位

3、论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江理工大学有权保留并向国家有关部口或机拘送交本论文的复印件和磁盘，光许论文被查阅和借阅。本人授权浙江理工大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传摇，可Ｌ乂采用影印、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授权书）学位论文作者签名：—。签字日期：２＾年月／日导师签名：〇兴／方》／签字日期：年月日浙化理工大学硕±学位论文单孔射流附壁流场特性的高速纹影研充摘要现代燃气轮机不断提升入口工

4、质温度Ｗ増强循环热效率，但同时也导致了工作部件热负荷和机械负荷不断增加，延长使用寿命，有效冷却燃气轮机内部高。为了确保设备性能温部件就显得非常重要，己。目前开发的冷却措施主要有气膜冷却、对流冷却、发散冷却和复合冷却等，其中，气膜冷却技术的使用最为广泛，工业应用前景尤为广阔。国内外学者己从气膜孔的几何参数和冷却流场气动参数方面着手研究影响气膜冷却效率的因素。本文Ｗ观察研究平板气膜冷却流场中的温度场、速度场和锅量场等特性为目的。前期在实验台的搭建和纹影光学系统的设计及调试方面做了大量的准备工作，并总结

5、了现实验装置存在的不足之处且提出了较可能的改善方法。在主流为１．８ｍ／ｓ，射流角度为３０度、４５６０．．．．．度和，射流速度为０３５ｍ／ｓ、０５８ｍ／ｓ、０８１ｍ／ｓ、１１６ｍ／ｓ和１７４ｍ／ｓ的实验工度况下，，运用高速摄影纹影系统使用直流风洞装置，对圆形单孔进行了大量的无主流射流附壁流场和有主流气膜冷却流场的纹影实验，获取了较多的纹影图像。在数值模拟方面，主要对气膜冷却流场的温度场、速度场、密度场和锅量场进行了较仔细的分析。结合实验数据和数值模拟结果主要工作内容和结论

6、有：１、使用纹影法可清楚观察到射流的形状结构和特点，并能够区分射流在不同射流２角度和速度工况下流场的差异性变化。、分析射流瞬态纹影图像，能够观察到射流运动－状态，发展趋势，恃别是锅的生成、迁徙、扩散和破碎过程。３、验证了射流ＫＨ、发展不稳定性存在的现象即如果初始流态是层流状态，，，则射流剪切层会形成轴对称祸环并在输送传递到下游的过程当中互相作用并海合形成复杂的祸结构，到最后会失稳、破裂形成奈流。在文章中也较详细地分析了锅的形成机理，锅量场特性。４、在气膜冷却数值模拟中，温度场和密度场有相似的分

7、布规律，速度场上方速度会因为存在喉部收缩效应而增一排成序列的祸环存在力口，锅量场中较高射流速度的迎风侧有。关键词：气膜冷却；射流；纹影法：满量场；失稳１浙化理工大学硕±学位论文单孔射流附壁流场特性的高速纹影硏巧ＡＢＳＴＲＡＣＴＭｏｄｅｍｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｔｏｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｕｐｇｒａｄｅｔｈｅｅｎｔｒａｎｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｗｏｒｋｉｎｇｍｅｄｉｕｍｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｃｙｃｌｅｔｈｅｒｍａｌｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｂ

8、ｕｔａｌｓｏｌｅａｄｔｏｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｏａｄａｎｄｔｈｅｒｍａｌ．ｔｉｔｔｈｌｉｆｅｆｌｏａｄｉｎｃｒｅａｓｉｎＩｎｏｒｄｅｒｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｅｕｍｅｎｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｒｏｌｏｎｅｓｅｒｖｉｃｅ，ｅｅｃｔｉｖｅｌｃ