高旋转数下光滑回转通道的换热特性.pdf

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1、2014年5月第40卷第5期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMav2014V01．40No．5高旋转数下光滑回转通道的换热特性邓宏武程俊华陈豪田淑青(北京航空航天大学先进航空发动机协同创新中心，北京100191)(中航商用航空发动机有限责任公司设计研发中心，上海201108)摘要：通过提高回转通道内气体压力到500kPa以上，显著扩展了实验参数范围．实验雷诺数Re和旋转数Ro范围分别为10000～70000和0～2．08，完全匹配了真实发动机的Re和Ro．在此

2、基础上实验研究了高旋转数下方截面光滑u型通道的换热特性．结果表明，在高旋转数下，旋转效应对通道进口和转弯段局部换热的影响比进口效应和弯道效应显著；第1通道后缘面换热随旋转数的增大而增强，而中下游前缘面在超过临界旋转数后换热增强；高旋转数下第2通道下游后缘面的换热强于前缘面．关键词：燃气轮机；叶片冷却；回转通道；对流换热；高旋转数中图分类号：V235．1文献标识码：A文章编号：1001—5965(2014)05m701-06Heattransferintwo-passsmoothsquarechannelunderlargerotationnumbersD

3、engHongwuChengJunhuaChenHao(CollaborativeInnovationCenterofAdvancedAero-Engine，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)TianShuqing(R＆DCenter，AVICCommercialAircraftEngineCo，LTD，Shanghai201108，China)Abstract：Therotationnumberrangewasexpandedsignificantlyth

4、roughincreasingtheabsolutepressureofthechanneltoabout5atm．Experimentswerecarriedouttoinvestigateheattransfersinasmoothsquaretwo-passchannelunderlargerotationnumbers．Incurrentstudy，Reynoldsandrotationnumberrangefrom10000to70000andzeroto2．08respectively，whichcoveredtherealenginepar

5、ameters．Itisfoundthatwhentherotationnumberislargeenough，theeffectofrotationdominatestheheattransferattheinletandtheturnportion，insteadoftheentranceeffectandtheturneffect．Asthechannelrotated，theNussehnumberofthefirstpasswasfoundtoincreasemonotonicallyonthetrailingwall．howevertoinc

6、reaseonthemiddleanddownstreamofleadingwallexceedingcertaincriticalrotationnumbers．Andanewphenomenaisfoundinthedownstreamofthesecondpass，whichisthattheheattransferontrailingsurfaceexceedstheleadingsurfaceathighrotationnumbers．Keywords：gasturbines；bladecooling；two—passchannel；conve

7、ctiveheattransfer；highrotationnum—ber随着航空发动机性能的不断提升，涡轮叶片的工作环境越来越恶劣，其冷却结构的优化设计越来越受到人们的重视，并围绕回转通道的旋转换热开展了大量的实验研究．近年来，国际上通过提高通道内气体压力逐渐实现了高旋转数下回转通道换热特性的实验研究卜引．国内对旋转通道的实验研究有了一些基础卜“，但实验参数范围相对较小．本文通过实验台自主实现的高旋转数通道换热实验技术大幅提高了实验参数范围，完全覆盖了真实发动机涡轮叶片的典型工作参数收稿日期：2013-09-16；网络出版时间：2013—10．1216

8、：52：DOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2013．035