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《幾何結(jié)構(gòu)及液滴對氣膜冷卻特性影響的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號：密級：UDC：編號：河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文幾何結(jié)構(gòu)及液滴對氣膜冷卻特性影響的研究論文作者：崔沛學(xué)生類別：全日制學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)：熱能工程指導(dǎo)教師：閔春華職稱：教授資助基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（No.51606059）和（No.51576059）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofThermalpowerengineeringTheResearchofFilmCoolingEffectaboutGeometricConstructionandLi
2、quidDropByCuiPeiSupervisor:Prof.MinChunhuaDecember2016ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51606059andNo.51576059.摘要燃氣輪機作為一種重要的動力裝置，被廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、車輛、電站等多種領(lǐng)域。渦輪葉片是燃氣輪機的重要組成部分，氣膜冷卻是一種防止渦輪葉片在運行過程中始終承受高溫燃氣侵蝕的冷卻技術(shù)，提高氣膜冷卻技術(shù)不僅能延長渦輪葉片的壽命，還能提高燃氣輪機的運行效率。在研究過程中，影響氣膜冷卻效果
3、的主要有冷、熱流體的流動參數(shù)（吹風(fēng)比、冷熱流體溫度、動量流量比等）、進入冷流體的不同孔型（圓柱孔、異型孔、開槽孔等）。本文主要基于開槽圓柱孔結(jié)構(gòu)對孔結(jié)構(gòu)及開槽結(jié)構(gòu)分別做了改變來研究錐形孔及四種開槽結(jié)構(gòu)對氣膜冷卻效果的影響。研究發(fā)現(xiàn)，錐形孔的氣膜冷卻效率要高于圓柱孔；兩側(cè)傾斜開槽孔提高壁面橫向及展向的氣膜冷卻效果。在實際運行中，渦輪葉片不僅受到高溫的侵蝕，也受到高溫燃氣中攜帶的污染物顆粒的腐蝕，污染物顆粒在高溫燃氣中處于熔融狀態(tài)，與渦輪葉片接觸時形成沉積而導(dǎo)致葉片上熱障涂層的斷裂及脫落，對氣膜冷卻產(chǎn)生一定的影響。針對上述問題，本文通過數(shù)值模擬的方法研究了氣膜孔前、氣膜孔
4、后有沉積形成時及氣膜孔后沉積高度和沉積到氣膜孔的距離對氣膜冷卻效果的影響；為改善沉積對氣膜冷卻效率的影響，在冷卻氣中加入少量液滴噴霧，研究冷卻氣中加入液滴噴霧后對葉片氣膜冷卻效率的影響。研究結(jié)果表明：氣膜孔前污染物的沉積降低壁面展向氣膜冷卻效率，但對壁面橫向的氣膜冷卻效果有所改善。加入液滴后有沉積的壁面氣膜冷卻效率反而高于無沉積壁面氣膜冷卻效率?？紤]氣膜孔后沉積對壁面氣膜冷卻效果的影響，隨著沉積高度的增加，高值氣膜冷卻效果區(qū)域逐漸向沉積靠近。壁面下游絕熱氣膜冷卻效果隨之降低。當(dāng)加入液滴時，沉積高度的增加提高液滴的蒸發(fā)及在壁面橫向的擴散，增大氣膜冷卻在壁面上的覆蓋面積。
5、關(guān)于沉積到氣膜孔出口距離的影響，沉積到氣膜孔的距離決定著冷卻氣脫離壁面的位置。沉積對上游壁面的氣膜冷卻效果并沒有很大影響。冷卻劑中加入4.4%的液滴，沉積下游壁面的冷卻效果明顯提升。關(guān)鍵詞：氣膜冷卻、孔結(jié)構(gòu)、開槽結(jié)構(gòu)、沉積、液滴IABSTRACTAsanimportantpowerplant,gasturbineiswidelyusedinmanyfields,suchasaerospace,ship,vehicle,powerstationandsoon.Theturbinebladeisanimportantcomponentofgasturbine,gasfil
6、mcoolingistopreventtheturbinebladesduringoperationarealwayssubjectedtohightemperaturegascoolingtechnologyoferosion,improvefilmcoolingtechnologycannotonlyprolongthelifeofturbineblade,butalsoimprovetheoperationefficiencyofgasturbineefficiency.Inthecourseofthestudy,theeffectsoffilmcoolinge
7、ffectarethemainflowparametersofcoldandhotfluid(blowingratio,hotandcoldfluidtemperature,momentumfluxratio),differentpassintothecoldfluid(cylindricalhole,special-shapedhole,slottedholeetc.).Inthispaper,basedonthestructureofslottedhole,theholestructureandtheslotstructurewerechange
