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多斜孔壁冷却方式不同进气角度小孔内对流换热研究

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推进技术 1999年第1期20卷 68-72页

作者：林宇震李彬宋波刘高恩北京航天航空大学热动力研究所

研究了多斜孔壁冷却方式中三种不同进气角度小孔内部对流的局部和平均换热情况。方法是相似理论指导下的实验研究。结果表明：三种进气角度的小孔在孔进口区的换热增强幅度都较大，并且在进口区不同位置增幅差别都很大；三种小孔在相对... 详细信息

研究了多斜孔壁冷却方式中三种不同进气角度小孔内部对流的局部和平均换热情况。方法是相似理论指导下的实验研究。结果表明：三种进气角度的小孔在孔进口区的换热增强幅度都较大，并且在进口区不同位置增幅差别都很大；三种小孔在相对应的孔内位置上，换热增强差别亦很大。孔内雷诺数对换热增强幅度影响很大，孔内雷诺数越高，换热增强越大。

关键词：航空燃烧室多斜孔壁气膜冷却对流换热

火焰筒多斜孔壁传热特性研究及一维壁温设计程序开发

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火焰筒多斜孔壁传热特性研究及一维壁温设计程序开发

作者：张晶南京航空航天大学

学位级别：硕士

为了提高现代燃气轮机的比功率,在材料强度允许的情况下应尽可能提高燃烧室内燃气温度。目前发动机火焰筒壁面采用的高温合金材料最高许用温度约为1300K,而先进发动机火焰筒内燃气最高温度已经达到2400K。为了保证火焰筒的安全,必须对... 详细信息

为了提高现代燃气轮机的比功率,在材料强度允许的情况下应尽可能提高燃烧室内燃气温度。目前发动机火焰筒壁面采用的高温合金材料最高许用温度约为1300K,而先进发动机火焰筒内燃气最高温度已经达到2400K。为了保证火焰筒的安全,必须对火焰筒壁面采用有效的冷却。全覆盖气膜冷却是目前一种先进的壁面冷却方式,多斜孔壁冷却是实现全覆盖气膜冷却的一种方法。目前国内外已经对多斜孔壁冷却展开了大量的研究,但进一步提高冷却效果仍然是一个富于挑战和创新的研究课题。本文针对火焰筒多斜孔壁的冷却,主要开展了两方面的研究: 一、通过数值模拟研究了掺混角对气膜冷却效果的影响。在相同的流动边界条件下,入射角为20°时,计算分析了不同掺混角的火焰筒壁的气膜冷却效果。分析了掺混角对主流温度、压力、密度、速度等参数的影响。研究结果证明,当掺混角为60°时,综合冷却效果最好。二、根据已有的研究结果,编制了一个计算火焰筒多斜孔气膜冷却壁面温度分布的一维设计程序。该程序可用于火焰筒初步设计阶段的壁温估算。

关键词：气膜冷却多斜孔壁绝热温比火焰筒设计程序

多斜孔壁与阶梯多斜孔壁流动与换热特性数值比较

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重庆理工大学学报（自然科学） 2013年第1期27卷 32-36页

作者：赵旭洋张勃吉洪湖南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

将阶梯孔结构引入燃烧室多斜孔壁冷却结构中,形成阶梯多斜孔壁冷却结构,在多斜孔壁内部形成冲击冷却。研究表明:引入阶梯孔结构后,在阶梯孔台阶面处产生冲击冷却,斜孔内壁对流换热量增大,壁温明显降低;台阶的存在产生明显节流效果,流量... 详细信息

将阶梯孔结构引入燃烧室多斜孔壁冷却结构中,形成阶梯多斜孔壁冷却结构,在多斜孔壁内部形成冲击冷却。研究表明:引入阶梯孔结构后,在阶梯孔台阶面处产生冲击冷却,斜孔内壁对流换热量增大,壁温明显降低;台阶的存在产生明显节流效果,流量系数减小,冷却流量降低。

关键词：阶梯孔强化换热多斜孔壁流量系数冲击冷却

多斜孔壁的非均匀孔排布优化设计及传热特性数值分析

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航空发动机 2013年第1期39卷 56-60,73页

作者：刘红梅张勃吉洪湖程明王艳丽吴敬华南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 中航工业沈阳发动机设计研究所沈阳110015 华能烟台发电有限公司山东烟台264000

为解决多斜孔壁应用于实际燃烧室时容易出现前端冷却效果较弱的问题,采用多斜孔非均匀孔排设计,对壁面前端的开孔分布规律进行了重点优化,采用数值模拟方法研究了不同孔排规律对冷却效果的影响。结果表明,非均匀孔排布设计可使流量分配... 详细信息

为解决多斜孔壁应用于实际燃烧室时容易出现前端冷却效果较弱的问题,采用多斜孔非均匀孔排设计,对壁面前端的开孔分布规律进行了重点优化,采用数值模拟方法研究了不同孔排规律对冷却效果的影响。结果表明,非均匀孔排布设计可使流量分配规律得到优化,挖掘了壁面后端冷却气的冷却潜力,改善了壁面温度的均匀性,且控制在材料许用温度范围内;轴向温度梯度有所减小,同时冷却空气量明显减少;在开孔面积一定的前提下,采用增加孔数,减小孔径的方式能获得较佳的冷却效果。

关键词：多斜孔壁非均匀孔壁面温度冷却流量分配温度梯度

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多斜孔壁整体冷却效率实验研究

航空动力学报 1999年第2期14卷 157-160页

作者：李彬胡正义林宇震刘高恩北京航空航天大学

采用近似模化技术，研究了多斜孔壁的整体冷却效率。试验了五种多斜孔壁结构形式，探讨了影响整体冷却效率的各种因素。研究结果表明：多斜孔壁绝热温比、多斜孔内部对流换热以及几何结构是影响该冷却方式的关键因素。本研究对多斜孔壁... 详细信息

采用近似模化技术，研究了多斜孔壁的整体冷却效率。试验了五种多斜孔壁结构形式，探讨了影响整体冷却效率的各种因素。研究结果表明：多斜孔壁绝热温比、多斜孔内部对流换热以及几何结构是影响该冷却方式的关键因素。本研究对多斜孔壁冷却形式的设计和优选，尤其在几何结构参数的确定方面，具有重要意义。

关键词：燃烧室冷却效率实验研究航空多斜孔壁

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不同排列方式多斜孔壁气膜冷却绝热温比研究

航空动力学报 1999年第1期14卷 91-94页

作者：宋波林宇震刘高恩王华芳北京航空航天大学

采用传热传质类比方法实验研究了４种孔阵排列方式（顺排、叉排、顺排＋复合角及叉排＋复合角）下多斜孔壁气膜冷却绝热温比。小孔与壁面夹角为３０°，复合角为４５°，孔阵排距比８．０，侧向间距比４．０，吹风比为１．９４。比较了... 详细信息

采用传热传质类比方法实验研究了４种孔阵排列方式（顺排、叉排、顺排＋复合角及叉排＋复合角）下多斜孔壁气膜冷却绝热温比。小孔与壁面夹角为３０°，复合角为４５°，孔阵排距比８．０，侧向间距比４．０，吹风比为１．９４。比较了各排列方式孔阵绝热温比的分布规律，得出了较优的孔阵排列方式。

关键词：气膜冷却绝热壁温多斜孔壁航空发动机

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不同倾斜角多斜孔壁冷却方式绝热温比研究

航空学报 1999年第3期20卷 201-204页

作者：林宇震宋波李彬刘高恩北京航天航空大学热动力工程研究所

对具有不同倾斜角多斜孔壁冷却方式绝热温比进行了研究。研究方法为传热传质类比实验方法。多斜孔壁由多斜孔试验板模拟。多斜孔试验板中小孔方向与主流夹角为０°，小孔与板表面夹角分别为３０°，４５°及１５０°。各多斜孔板的孔排... 详细信息

对具有不同倾斜角多斜孔壁冷却方式绝热温比进行了研究。研究方法为传热传质类比实验方法。多斜孔壁由多斜孔试验板模拟。多斜孔试验板中小孔方向与主流夹角为０°，小孔与板表面夹角分别为３０°，４５°及１５０°。各多斜孔板的孔排距比与孔间距比保持一致。实验结果反映了不同孔倾斜角对多斜孔壁冷却方式气膜绝热温比的影响。并讨论了在航空发动机中采用多斜孔壁冷却方式时选择孔倾角的考虑。

关键词：航空发动机燃烧室冷却多斜孔壁绝热温比

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燃气轮机燃烧室进气系统流动特性研究

燃气轮机燃烧室进气系统流动特性研究

作者：刘翘楚沈阳航空航天大学

学位级别：硕士

冷却孔是涡轮发动机燃烧室火焰筒壁上的重要结构部件,一部分空气通过冷却孔由燃烧室外部通道进入燃烧室,对燃烧室内壁进行冷却。燃烧室内壁的冷却效果,与冷却方法有关同时也与通过冷却孔的空气量有关。因此,通过燃烧室冷却孔的流量系数... 详细信息

冷却孔是涡轮发动机燃烧室火焰筒壁上的重要结构部件,一部分空气通过冷却孔由燃烧室外部通道进入燃烧室,对燃烧室内壁进行冷却。燃烧室内壁的冷却效果,与冷却方法有关同时也与通过冷却孔的空气量有关。因此,通过燃烧室冷却孔的流量系数就成为了燃烧室空气流量分配和冷却方式研究中一个重要的基础数据。燃烧室的气膜冷却孔主要分为大孔结构与小孔结构。对于大孔结构,现代工业中一般都会选择圆形孔结构。而对于小孔结构,冲击冷却与发散冷却是目前燃烧室中常用的两种冷却方式,可以单独使用冲击冷却孔、发散冷却孔,也可以采用冲击-发散冷却孔来实现燃烧室内壁的冷却。为获得不同冷却方式及相应的结构参数、气动参数对冷却孔流量系数的影响,采用同一个数值计算平台,基于数值模拟计算软件对不同类型的气膜孔结构的流量特性进行了研究,为确保数值计算结果的准确性,搭建了冷却孔流量系数实验测试平台,对不同结构形式和结构参数的冷却孔的流量特性进行了试验测试,用于对计算模型进行修正,确保所使用计算模型的准确性。通过采用经过试验验证的模型,对不同结构参数、气动参数以及一些其他因素对气膜孔结构流量特性的影响进行了研究。结构参数重点研究了间距孔径比、孔径壁厚比等,气动参数主要研究了进气压降比、主次流流动方向以及燃烧室温度和工作压力等环境因素对流量系数的影响。此外还额外对气膜孔进气道曲度与气膜孔的排列方式等因素对流量特性的影响进行了研究。结果表明小孔单层孔结构主流道与次流道内气流流动稳定,增大单位面积上的气膜孔总面积会使流量系数上升。而冲击发散孔双层孔结构和大孔结构不同,存在湍流与涡流现象,流量系数呈现下降趋势。孔壁厚缩短时,流量系数普遍处于上升趋势。但是孔壁厚过小,气流会受到孔外气流流动状态的影响较大,流量系数会呈现平稳或下降的变化趋势。这些试验结果可以为燃烧室设计和壁温预估提供依据。

关键词：航空发动机燃烧室气膜冷却孔多斜孔壁流量系数

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冲击加多斜孔双层壁冷却方式流量系数研究

推进技术 2000年第5期21卷 49-52页

作者：许全宏林宇震刘高恩北京航空航天大学热动力研究所北京100083

为了获得冲击加多斜孔双层壁冷却方式的流量系数 ,分别对两种孔排列方式的冲击和多斜孔实验板组合成的四组双层壁模型在相似理论指导下进行实验。研究压力参数从 0变化到 80时 ,流量系数的变化情况。另外讨论并分析了主流流量、孔排列... 详细信息

为了获得冲击加多斜孔双层壁冷却方式的流量系数 ,分别对两种孔排列方式的冲击和多斜孔实验板组合成的四组双层壁模型在相似理论指导下进行实验。研究压力参数从 0变化到 80时 ,流量系数的变化情况。另外讨论并分析了主流流量、孔排列方式、双层壁缝高的变化对流量系数的影响程度。为燃烧室设计和壁温预估提供依据。

关键词：航空发动机燃烧室多斜孔壁冷却方式流量系数