旋转状态下气膜冷却效率试验研究
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摘
要： 以某 型 发 动 机 高 压 涡 轮 转 子 叶 片 吸 力 面 腮 区 气 膜 孔 为 研 究 对 象 ， 通 过 模 拟 发 动 机 状 态 的模 型试 验 ， 研 究 了旋
转数 、 吹 风 比和 主流 雷 诺 数 对 气 膜 孔 冷 却 效 率 的 影 响 。结 果 表 明 ， 旋 转 会 导 致 气 膜 覆 盖 区域 向高 半 径 方 向偏 转 ， 且 旋 转数越大 ， 偏转 角度越大 ， 气膜冷却效率越低 ； 同时 ， 旋 转 会 弱化 吹 风 比 、 主流 雷 诺 数 等 对 气 膜 冷 气 效 率 的 影 响 。研 究 获 得 的 旋 转 状 态 下 涡 轮 转 子 叶 片 型 面 典 型 区域 气 膜 冷 却 特 性 的试 验 数 据 ， 可 为发 动 机 转 子 叶片 冷 却 设 计 提 供 参 考 。 关键词 ： 航空发动机 ； 涡轮 叶片 ； 气膜冷却 ； 吹风 比； 旋 转 数 中 图分 类 号 ： Ｖ ２ ３ １ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ ２ — ２ ６ ２ ０（ ２ ０ １ ３ ）０ １ — ０ ０ ３ ０ — ０ ５
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｌ ｉ ｎｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎｕ ｍｂ ｅ ｒ ，ｂ ｌ ｏ ｗｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ａ ｎ ｄ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ Ｒｅ ｙ ｎ ｏ ｌ ｄ ｓ ｎ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｏ ｎ ｆ ｉ ｌ ｍ ｃ ｏ ｏ ｌ ｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｂ ｙ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎｇ ｅ ｎｇ ｉ ｎ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎｇ ｃ ｏ ｎ ｄｉ ｔ ｉ ｏ ｎ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｌ ｌ ｍａ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｌ ｍ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｌ ｅ ａ ｎ ｔ ｏ ｈ ｉ ｇ ｈ ｅ ｒ ｒ ａ ｄｉ ａ ｌ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｔ ｈｅ ｄ ｅ ｌｅ ｆ ｃ —
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第２ ６卷 第 １ 期
３ ０
燃 气 涡 轮 试 验 与研 究
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Ｖｏ １ ． ２ ６． ＮＯ． １
Ｆｅ ｂ一２０１ ３
２ ０ １ ３年 ２月
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（ １ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ Ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ５ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ９ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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要： 以某 型 发 动 机 高 压 涡 轮 转 子 叶 片 吸 力 面 腮 区 气 膜 孔 为 研 究 对 象 ， 通 过 模 拟 发 动 机 状 态 的模 型试 验 ， 研 究 了旋
转数 、 吹 风 比和 主流 雷 诺 数 对 气 膜 孔 冷 却 效 率 的 影 响 。结 果 表 明 ， 旋 转 会 导 致 气 膜 覆 盖 区域 向高 半 径 方 向偏 转 ， 且 旋 转数越大 ， 偏转 角度越大 ， 气膜冷却效率越低 ； 同时 ， 旋 转 会 弱化 吹 风 比 、 主流 雷 诺 数 等 对 气 膜 冷 气 效 率 的 影 响 。研 究 获 得 的 旋 转 状 态 下 涡 轮 转 子 叶 片 型 面 典 型 区域 气 膜 冷 却 特 性 的试 验 数 据 ， 可 为发 动 机 转 子 叶片 冷 却 设 计 提 供 参 考 。 关键词 ： 航空发动机 ； 涡轮 叶片 ； 气膜冷却 ； 吹风 比； 旋 转 数 中 图分 类 号 ： Ｖ ２ ３ １ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１ ６ ７ ２ — ２ ６ ２ ０（ ２ ０ １ ３ ）０ １ — ０ ０ ３ ０ — ０ ５
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３ ０
燃 气 涡 轮 试 验 与研 究
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（ １ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｇ ａ ｓ Ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ Ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ５ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ９ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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