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《透平葉柵端壁流動(dòng)和換熱特性實(shí)驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、令辭學(xué)戒桌大彥碩士學(xué)位論遣平葉柵端壁丸動(dòng)和換熱特性論文題目賣(mài)洽研允于卑作者姓名程熱物理學(xué)科專(zhuān)業(yè)王走華教援導(dǎo)師姓名二一五年五月完成時(shí)間肀豳科嗲裁水大嗲碩士學(xué)位論文透平葉柵端壁流動(dòng)和換熱特性實(shí)驗(yàn)研究作者姓名:于軍學(xué)科專(zhuān)業(yè):工程熱物理導(dǎo)師姓名:王建華教授完成時(shí)間:二〇一五年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeandExperimentalInvestigationsonFlowandHeatTransferCharacteristicsofTurbineEnd
2、wallAuthor:::中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文,是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研宄工作所取得的成果。除己特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含任何他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研宄成果。與我一同工作的同志對(duì)本研宄所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明。作者簽名::孑涿簽字日期中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明作為申請(qǐng)學(xué)位的條件之一,學(xué)位論文著作權(quán)擁有者授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán),即:學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱,可以將學(xué)位論文編入《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》等有關(guān)
3、數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以釆用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人提交的電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。開(kāi)口保密(年)簽字日期::冰、、簽字日期摘要摘要提高透平燃?xì)馊肟跍囟仁歉纳坪娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)性能和提高其經(jīng)濟(jì)性的重要途徑,目前透平入口溫度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)前可用材料耐熱性能的極限。為了保證燃?xì)馔钙礁邷夭考目煽窟\(yùn)行及合理壽命,必須釆取有效的冷卻措施。近年來(lái),作為透平葉柵重要組成部分的葉柵端壁冷卻受到了廣泛的關(guān)注。一方面,由于端壁附近復(fù)雜二次流的存在使得該區(qū)域通常難以有效利用氣膜冷卻,另一方面,冷氣出流與通道內(nèi)主流及二次
4、流的相互作用對(duì)端壁區(qū)域的流動(dòng)和換熱規(guī)律產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。因此,本文研究葉柵端壁冷卻相關(guān)的流動(dòng)和換熱規(guī)律具有一定的挑戰(zhàn)意義。主要工作有:在低速循環(huán)水洞中,利用自制的測(cè)量系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了無(wú)氣膜出流時(shí)線(xiàn)性葉柵端壁流場(chǎng)的細(xì)致測(cè)量。在測(cè)得速度場(chǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到了各測(cè)量截面時(shí)均速度場(chǎng)、流線(xiàn)渦量和采樣點(diǎn)功率頻譜圖。通過(guò)對(duì)二次流時(shí)均和瞬態(tài)特性的分析,清楚地展示了葉柵端壁二次流的演變過(guò)程。在葉片前緣上游端壁布置不同幾何結(jié)構(gòu)的氣膜孔,并分別利用、技術(shù)測(cè)量和演示了端壁二次流和冷氣濃度分布,研究了端壁氣膜出流對(duì)二次流特性的影響。通過(guò)比較圓形孔、窄縫孔以及不同結(jié)構(gòu)窄縫孔出流與二次
5、流的相互作用,揭示了前緣端壁不同結(jié)構(gòu)孔型氣膜冷卻作用的本質(zhì)。通過(guò)電加熱風(fēng)洞模擬渦輪葉柵端壁高溫工作環(huán)境,并利用紅外熱像技術(shù)對(duì)前緣上游端壁冷卻特性進(jìn)行了傳熱實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)主流雷諾數(shù)及溫度、冷熱氣流吹風(fēng)比及溫度比、冷氣出流角以及不同冷卻結(jié)構(gòu)等方面的定性和定量分析,總結(jié)了葉柵前緣上游端壁的冷卻特性。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):過(guò)去的時(shí)平均測(cè)量方法很容易忽略端壁二次流非穩(wěn)定特征,本文通過(guò)自制的高時(shí)間分辨率系統(tǒng)不僅記錄了流場(chǎng)時(shí)均特性,而且還捕捉到二次流瞬態(tài)特征,這些瞬態(tài)特征豐富了對(duì)端壁二次流規(guī)律的理解。馬蹄渦的非定常運(yùn)動(dòng)會(huì)引起葉片前緣端壁非常髙的傳熱效率,導(dǎo)致端壁極易被燒毀。本文提
6、出前緣上游端壁布置窄縫氣膜孔的思想,利用端壁冷氣出流來(lái)抑制前緣馬蹄渦的形成,削弱二次流的不利影響,同時(shí)起到冷卻端壁的作用。過(guò)去研宄葉柵端壁傳熱時(shí),常以壁面絕熱假設(shè)為前提,利用陶瓷、玻璃等低導(dǎo)熱材料,在低溫環(huán)境下研宄端壁換熱特性,而本文實(shí)驗(yàn)件釆用耐高溫材料制造,并在高溫?zé)犸L(fēng)洞中模擬渦輪工作環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)量數(shù)據(jù)更具有參考價(jià)值。關(guān)鍵詞:葉柵端壁二次流氣膜冷卻流動(dòng)和換熱實(shí)驗(yàn)研宄AbstractABSTRACTAnimportantwaytoimprovetheperformanceandefficiencyofaircraftenginescanbeachieve
7、dthroughhigherturbineinlettemperatures.Nowtheturbineinlettemperaturesarefarbeyondthelimitoftheheat-resistingabilityofcurrentturbinematerials,,,,,,AbstractThesecondaryflowintheturbinecascadeexhibitsthecharacteristicsofstrongunstability,,,,,目錄目錄第章緒論燃?xì)馔钙嚼鋮s特性研究的背景及意義燃?xì)馔钙嚼鋮s技術(shù)概述葉柵端壁冷卻特性的
8、研宄現(xiàn)狀葉柵端壁流動(dòng)和傳熱特性研宄進(jìn)展端壁冷卻特性的