中国航空科学基金(2012ZB54006)
- 作品数：8 被引量：18H指数：2
- 相关作者：李广超张魏寇志海赵国昌刘永泉更多>>
- 相关机构：沈阳航空航天大学西北工业大学中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所更多>>
- 发文基金：中国航空科学基金国家自然科学基金辽宁省自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 双出口气膜孔冷却效率实验被引量：3
- 2014年
- 为了进一步理解双出口气膜孔的冷却特性,建立了气膜冷却效率实验台,通过红外测温技术研究了圆孔和4个不同次孔方位角的双出口孔在吹风比为0.3~2.0时的冷却效率.结果表明：和圆孔相比,次孔方位角为30°,45°,60°双出口孔能提高面平均冷却效率18%~37%.次孔方位角为30°双出口孔在低吹风比下提高冷却效率最显著,次孔方位角为60°双出口孔在高吹风比下提高冷却效率最显著.在研究的吹风比范围内,次孔方位角为45°双出口孔都能较显著地提高冷却效率,次孔方位角为75°双出口孔冷却效率低于圆孔冷却效率.
- 李广超凌旭寇志海吴超林张魏
- 关键词：航空发动机涡轮叶片气膜冷却
- 单入口-双出口孔射流流量系数研究
- 2014年
- 为了探讨单入口-双出口孔内流阻特性,试验研究了不同次孔方位角下该孔的流量系数。吹风比变化范围为0.2到2.0,基于通道入口主流速度和气膜孔直径的雷诺数为6200、9300和12400。结果表明:次孔方位角45°和90°的单入口-双出口孔流量系数大于其他孔型流量系数,最大增幅为15%;低吹风比时,吹风比变化是引起流量系数变化的主要原因,而主流雷诺数和次孔方位角变化对流量系数几乎没有影响;高吹风比时,吹风比、雷诺数和次孔方位角的变化对流量系数都有一定影响。综合考虑流量系数和文献中冷却效率数据,得出次孔方位角为45°的单入口-双出口孔为最优孔型。
- 李广超吴超林张魏赵国昌寇志海刘宇
- 关键词：航空发动机
- 利用W型槽提高气膜冷却效率机理被引量：11
- 2016年
- 为了探讨圆柱孔出口开有W型槽结构的气膜冷却机理,数值模拟研究了W型槽与横向槽下游流场、温度场及气膜冷却效率。分析了W型槽深度对气膜冷却效率的影响。结果表明：相比于横向槽,W型槽结构展向平均气膜冷却效率提高70%~130%。随着W型槽深度增加,气膜孔出口下游的对漩涡减弱,两侧的附加漩涡增强,最终形成一对反向对漩涡。小吹风比0.5时,三种W型槽深结构的展向平均气膜冷却效率差别小于8%;大吹风比1.5时,槽深0.5D（D为气膜孔孔径）结构展向平均气膜冷却效率高于槽深0.25D结构的展向平均气膜冷却效率75%~150%。槽深0.5D和0.75D结构的展向平均气膜冷却效率基本相同,差别小于3%。
- 李广超陈钰恺刘永泉杜治能张魏
- 关键词：涡轮叶片
- 孔间距对锯齿槽改善气膜冷却特性影响被引量：2
- 2017年
- 为了探索锯齿槽比横向槽气膜冷却更有效的机理,数值模拟研究了不同气膜孔间距下锯齿槽和横向槽下游流场、温度场及气膜冷却效率分布。吹风比为0.5和1.5,孔间距与气膜孔直径的比分别为2、3、4。结果表明:横向槽气膜冷却效率计算结果和实验数据吻合较好。相比于横向槽,锯齿槽展向导流能力增强。随着孔间距增加,孔中心线处漩涡对减弱,孔间区域更容易形成附加漩涡对,锯齿槽比横向槽气膜冷却效率提高更明显。孔间距p/D分别为2、3、4,吹风比0.5时,锯齿槽比横向槽面平均气膜冷却效率分别提高27%、35%和42%;吹风比1.5时,锯齿槽比横向槽面平均气膜冷却效率分别提高27%、95%和151%。
- 李广超吴状刘永泉张魏寇志海赵国昌
- 关键词：漩涡涡轮
- 涡轮叶顶间隙密封冷却综合特性评估方法
- 2014年
- 为了评估带气膜冷却涡轮叶顶间隙的密封和冷却综合特性,在强化传热综合因子中引入气膜冷却效率,推导出了密封冷却综合因子表达式。其物理含义为:主流在一定功率作用并喷入一定量冷气时,被评估的传热方式与基准传热方式传热性能比。数值模拟获得了动叶顶部隔板迷宫间隙气膜冷却和密封特性数据,利用该因子对密封冷却综合特性进行了评估。结果表明:在研究的吹风比内,迷宫结构的冷却效果相比于平叶顶间隙有所改进,随着吹风比减小,改进程度先增加后减小;密封效果只有在高吹风比时有所改进。密封冷却综合特性都得到了改进,吹风比越小,密封冷却综合特性越好。
- 李广超曹喜峰凌旭张魏寇志海
- 关键词：涡轮密封综合特性
- 粗糙度对不同尺度的双层壁结构冲击换热特性影响被引量：2
- 2017年
- 为了探讨精密铸造涡轮叶片内部表面粗糙度对冲击换热特性的影响,数值模拟研究了粗糙度分别为0μm,10μm,20μm,30μm,冲击雷诺数为1×10~4~5×10~4,大、小两种尺度的双层壁结构靶面换热系数。采用瞬态液晶技术测量了大尺度模型粗糙度为0μm时靶面换热系数。结果表明,大尺度光滑靶面换热系数数值模拟结果和实验数据吻合较好。两种尺度的光滑壁面换热系数经无量纲处理后基本相同。粗糙度增加使小尺度靶面换热系数增大,冲击雷诺数越大,粗糙度对换热系数影响越明显,冲击雷诺数从1×10~4增加到5×10~4,相比于光滑靶面,粗糙度为30μm时平均换热系数提高了6%~48%。粗糙度对大尺度靶面换热系数影响非常小。
- 李广超蒋蔚刘永泉张魏寇志海赵国昌
- 关键词：双层壁粗糙度数值模拟
- 双向扩张孔出口宽度对气膜冷却特性影响被引量：1
- 2016年
- 采用窄带液晶瞬态测温技术,研究了圆柱孔和不同出口宽度双向扩张孔气膜冷却特性。主流雷诺数为6500,吹风比为1.0和2.0。双向扩张孔入口宽度为1.5倍孔径,出口宽度分别为1.5倍、2.0倍和2.5倍孔径。结果表明:吹风比为1.0时,出口宽度对气膜冷却效率和换热系数二维分布影响较小。吹风比2.0时,增加出口宽度不仅改变了气膜冷却效率和换热系数分布,还增大了径向平均冷却效率值,减小了径向平均换热系数值。双向扩张孔出口宽度增大到2.5倍孔径时,面平均冷却效率较圆柱孔增加118.2%,面平均换热系数降低14.3%。吹风比为2.0时,与圆柱孔相比,出口宽度增加逐渐改变了气膜冷却效率和换热系数二维分布。双向扩张孔出口宽度增大到2.5倍孔径时,面平均冷却效率增加了219.4%,面平均换热系数降低了27.2%。
- 李广超付建张魏寇志海
- 关键词：热色液晶图像处理气膜冷却换热系数
- 层板内部压力分布及流阻特性实验
- 2017年
- 在冲击雷诺数为1×104~6×10~4条件下,针对不同气膜孔开孔率两种层板模型,实验研究了靶面、冲击面、扰流柱面压力系数分布以及冲击射流、绕流、溢流的局部损失和整体损失系数.结果表明:靶面由于滞止区加速流动向着壁面射流区减速流动过渡,压力系数出现二次峰值.两股冲击射流在靶面相汇形成低压力系数区,相汇后翻卷回冲击面形成低压力系数区.距离冲击孔较远的两排扰流柱表面压力系数分布受雷诺数影响较大.雷诺数Re≤3×10~4时,压力分布表现为横掠单管的绕流特征.雷诺数Re≥4×10~4时,压力分布表现为翻卷绕流特征.溢流损失系数最大,绕流损失系数次之,冲击射流损失系数最小.开孔率减小一半,冲击射流损失和绕流损失变化较小,气膜孔溢流损失升高至少4倍.
- 李广超商春宇张魏寇志海
- 关键词：涡轮层板开孔率
