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《冷卻介質(zhì)出流對(duì)透平葉片內(nèi)、外流體運(yùn)動(dòng)特性影響的實(shí)驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文萬(wàn)方數(shù)據(jù)冷卻介質(zhì)出流對(duì)透平葉片內(nèi)、外流體運(yùn)動(dòng)特性影響的實(shí)驗(yàn)研究作者姓名：學(xué)科專業(yè)：導(dǎo)師姓名：完成時(shí)間：浦健工程熱物理王建華教授二O一四年十月萬(wàn)方數(shù)據(jù)UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeExperimentalInvestigationsofCoolantInjectionEffectsonInternaIandExternaIFlowCharaCteriStiCSofTurbineBladeAuthor’
2、SName：speciality：Supervisor：Finishedtime：JianPuEngineeringThermalPhysicsProf．Dr．一ing．JianhuaWangOctober,2014萬(wàn)方數(shù)據(jù)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)行研究工作所取得的成果。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)表或撰寫過(guò)的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明。作者簽名：滿憧涌●囊簽字日期：壟』坐!!：墨中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論
3、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)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、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。町蠶開口保密(——年)作者簽名：塑壹鱗——導(dǎo)師簽名：簽字日期：2p陴J1．3簽字日期：墊!生!!：≥萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要葉片和端壁是構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)透平
4、葉柵的兩大重要組成部分。隨著透平進(jìn)口溫度的不斷提高，對(duì)葉片和端壁進(jìn)行更加高效的冷卻是提高燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行壽命的一個(gè)重要手段。目前，在先進(jìn)的燃?xì)馔钙饺~柵設(shè)計(jì)中，普遍采用的是具有內(nèi)部蛇形冷卻通道和外表面局部離散氣膜孔的空心葉片，且在端壁的表面設(shè)置大量氣膜孔以防止高溫燃?xì)鉄g。眾所周知，在強(qiáng)化對(duì)流換熱中，冷、熱氣體流動(dòng)特性是影響流．固換熱效率的基本因素，因此，詳細(xì)了解“葉片冷卻通道內(nèi)流動(dòng)、葉柵通道端壁流動(dòng)、及氣膜出流對(duì)這些流動(dòng)的影響”可以幫助透平設(shè)計(jì)人員更好地了解復(fù)雜的傳熱機(jī)制，有利于設(shè)計(jì)者優(yōu)化現(xiàn)有的冷卻技術(shù)，進(jìn)而發(fā)展新的冷卻技術(shù)，最終達(dá)到“
5、在消耗最小的冷氣量的前提下，獲取最高冷卻效率”這一目的。從流體力學(xué)的角度進(jìn)行分析，透平葉片內(nèi)部蛇形冷卻通道中的流動(dòng)與葉柵通道端壁的流動(dòng)都涉及到現(xiàn)代流體力學(xué)中“流動(dòng)分離與二次渦形成”這一研究難題，因此本文將這些問(wèn)題進(jìn)行合并研究。通過(guò)利用粒子圖像測(cè)速(ParticleImageVelocimetry,PiV)、時(shí)序粒子圖像測(cè)速(Time—ResolvedPIV，TRPIV)和平面激光誘導(dǎo)熒光(PlanarLaserInducedFluorescence，PLIF)等先進(jìn)流動(dòng)測(cè)量技術(shù)，對(duì)“具有頂部氣膜出流的真實(shí)葉片蛇形冷卻通道內(nèi)流動(dòng)性質(zhì)”
6、和“具有葉片前緣氣膜出流的線性平面葉柵端壁流動(dòng)的時(shí)平均和瞬態(tài)性質(zhì)”進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)量。數(shù)據(jù)和圖像分析所得到的結(jié)論可以為透平設(shè)計(jì)者提供非常有價(jià)值的參考。本文的研究?jī)?nèi)容共分為兩大部分：第一部分，冷卻介質(zhì)出流對(duì)透平葉片內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)特性影響的實(shí)驗(yàn)研究。真實(shí)葉片內(nèi)部蛇形冷卻通道內(nèi)的流動(dòng)情況非常復(fù)雜，其受到通道截面形狀、葉片表面氣膜出流、進(jìn)口雷諾數(shù)等一系列因素的影響。以具有真實(shí)葉片橫截面和冷氣出口的完整冷卻通道作為研究模型，將有助于詳細(xì)地了解實(shí)際葉片通道內(nèi)冷卻工質(zhì)的真實(shí)流動(dòng)性質(zhì)。本文利用五軸數(shù)控銑床在透明有機(jī)玻璃上加工出具有真實(shí)葉片橫截面、頂部氣膜
7、孔和尾緣射流出口的整體冷卻通道。這個(gè)冷卻通道被兩塊分隔板分成了三個(gè)小通道，其中，第一通道與第二通道由一個(gè)1800急轉(zhuǎn)彎連接，并且在第一通道的頂部開設(shè)有一個(gè)氣膜孔：第二通道與第三通道由一個(gè)半圓形轉(zhuǎn)彎連接，并且在第三通道開設(shè)了一個(gè)頂部氣膜孔和25個(gè)尾緣射流出口。首先，利用PW技術(shù)對(duì)通道內(nèi)流動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)了在以往研究中使用的簡(jiǎn)化雙通道內(nèi)不能觀察到的二次流特征，即：由真實(shí)葉片橫截面和急轉(zhuǎn)彎共同作用導(dǎo)致在蛇形冷卻通道的急轉(zhuǎn)彎下游存在著二次渦的混合過(guò)程。因此，保持通道橫截面的形狀盡量逼近真實(shí)葉片橫截面將有利于設(shè)計(jì)者更詳細(xì)地了解葉片冷卻通
8、道內(nèi)真實(shí)的二次流流動(dòng)機(jī)制。其次，考慮到冷卻介質(zhì)壓力分布的研究對(duì)葉T萬(wàn)方數(shù)據(jù)摘要片內(nèi)部冷卻通道的設(shè)計(jì)具有重要的意義，但目前對(duì)蛇形通道內(nèi)流場(chǎng)壓力的常規(guī)測(cè)量方法很難實(shí)現(xiàn)壓力的全場(chǎng)顯示，并且會(huì)破壞原本流場(chǎng)的細(xì)節(jié)。因此，本文利用PIV數(shù)據(jù)嘗試求
