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1、短周期風(fēng)洞中導(dǎo)葉壓力面氣膜冷卻實驗研究馬曉飛，張麗，劉聰，樊劍博(西北工業(yè)大學(xué)動力與能源學(xué)院，陜西西安710072)FilmCoolingExperimentalResearchofVanePressureSurfaceinShortDurationWindTunnelMAXiaofei，ZHANGLi，LIUCong，F(xiàn)ANJianbo(SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)摘要：在
2、短周期跨聲速葉柵風(fēng)洞中，采用放大相較平板和低速風(fēng)洞中的實驗，這里研究的雷的葉片模型，對具有單排氣膜孔的導(dǎo)葉壓力面54諾數(shù)從4O萬～8O萬，吹風(fēng)比與上述文獻基本相同，相對孤長后的換熱系數(shù)和氣膜冷卻效率進行測量，并對上述文獻未提及的壓比的影響進行研究。研究雷諾數(shù)、壓比以及吹風(fēng)比的影響。結(jié)果表明，1實驗裝置及實驗方法壓比是影響表面壓力系數(shù)的主要因素。關(guān)鍵詞：短周期風(fēng)洞；雷諾數(shù)；壓比；吹風(fēng)比；表實驗在短周期跨聲速葉柵風(fēng)洞中進行，實驗裝面壓力系數(shù)置的原理如圖1所示。高壓氣源容積為140m。。中圖分類號：V23
3、1．1電動閥起安全作用?？焖匍y實現(xiàn)實驗的快速開啟文獻標識碼：A與停止。調(diào)壓閥用于維持實驗過程中主流狀態(tài)的文章編號：1001—2257(2014)09—0026—05穩(wěn)定。節(jié)流閥、蝶閥和引射器共同調(diào)節(jié)葉柵進、出Abstract：Heattransfercoefficientandfilm口壓力。實驗段上游的大開角擴散段和穩(wěn)壓艙保coolingeffectivenessofsinglerowholeslocatedat證進入實驗段氣流的均勻性。風(fēng)洞采用高壓氣源anenlar—gedvanepressur
4、esurfaceafter54rel—吹氣和引射器吸氣相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，拓寬實驗雷諾數(shù)ativetothearclengthwereconductedinashort范圍。風(fēng)洞二次流系統(tǒng)氣源同主流是分開的，由高durationwindtunne1．Studiedtheinfluenceof壓氣罐、閥門、流量控制器、電加熱器和葉片內(nèi)腔組Reynoldsnumber，pressureratioandblowingrati—成。實驗設(shè)備信息與參考文獻[-13]基本相同。o．Theresultssuggestt
5、hatthepressu—reratioisthemainfactoraffectingthepressurecoefficientdistribution．Keywords：shortdurationwindtunnel；Reyn—oldsnumber；pressureratio；blowingratio；surface大staticpressurecoefficient0引言提高渦輪前燃氣溫度是增加發(fā)動機推重比的有效途徑之一，它對葉片材料耐溫極限以及冷卻問題提出了新的要求。目前葉片熱防護多采用氣
6、膜圖I短周期風(fēng)洞實驗裝置冷卻技術(shù)，因此，研究葉片型面的氣膜冷卻特性顯該風(fēng)洞實驗段主要參數(shù)：入口截面尺寸為513得特別重要。國外針對影響氣膜冷卻特性的不同mm×120mm，有效工作時間大于5S，葉片個數(shù)為因素已經(jīng)進行了大量研究n。5個，基于葉柵弦長的進口雷諾數(shù)Re范圍1．0×10收稿日期：2014一O5—13～16．0×10，出口馬赫數(shù)Ma范圍0～1．6，空氣流·26·《機械與電子32014(9)短周期風(fēng)洞中導(dǎo)葉壓量范圍0．5～20．0kg／s?？诳倝汉统隹陟o壓；Pc，分別為冷氣和主流的密實驗葉柵的主
7、要幾何參數(shù)：葉片弦長為122度；，分別為冷氣和主流的速度。mm，軸向弦長為70mm，葉柵柵距為87．5mm，葉表面靜壓采用表面壓力系數(shù)為：高為120mm，進氣角為9O。，出氣角為15。。實驗段C一魚(4)平面如圖2所示。鋇4量換熱和氣膜冷卻的葉片由‘Pn—pP為當(dāng)?shù)乇砻骒o壓；P為葉柵進口總壓；P為PEEK材料制成，葉片壓力面布置有6路熱電偶，位于氣膜孔軸線上，氣膜孔位置和熱電偶布局如圖3葉柵進口靜壓。實驗中表面熱流和氣膜冷卻效率可為：所示。實驗段入口處布置有O．1mm的熱電偶測q一h(Taw—T)(
8、5)量主流總溫。測量表面靜壓的鋼制葉片表面布置T—個有直徑為O．5mm的靜壓孔(壓力面9個)，采用壓一(6)力掃描閥測量。熱電偶和壓力掃描閥的采樣頻率T口是絕熱壁溫；為冷氣溫度；為主流恢分別為10kHz和100Hz。表1為放大實驗葉片模復(fù)溫度。型氣膜孔排幾何參數(shù)。其中，S為孔中心位置的相在Re一4．0×10，6．0X10，8．0×10和PR對弧長；P／D為孑L排內(nèi)氣膜孔間距與孔徑之比；N一1．2，1．4，2．0，以及Br一0．5，1．0，1．5，2．0狀態(tài)為孑L數(shù)；0
