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本文针对航空发动机涡轮叶片的中部冷却系统,实验研究了带气膜出流复杂回转通道内的流动与换热、旋转状态下回转通道内的换热以及为研究旋转状态下叶片外换热而设计实验台的工作.为涡轮叶片冷却系统的结构设计提供理论依据,为其达到精确设计提供基础数据.研究结果显示:回转通道的上下壁面布置肋后虽然流动阻力增加了,但是同时通道的换热得到了强化;对通道内换热影响大的因素是0肋间距和肋高比,在实验范围内肋间距以7到10为佳、肋高比越大越好.光滑和带肋附以气膜出流变截面回转通道的整体平均努赛数与气膜出流比之间的关系不是单调的,存在最佳气膜出流比;当出流比为30﹪左右时,光滑通道平均努赛数达到最大值;当出流比为27.5﹪左右时,带肋通道平均努赛数达到最大值.在肋附以气膜出流变截面回转通道的研究中还引入了单元分析的概念,单元努赛数随气膜出流比的增加呈先增加后减小的趋势,存在最佳单元气膜出流比,其值为6﹪.在单元气膜出流比一定的前提下,气膜出流孔在换热单元中的位置不同,对通道的换热强化程度是不同的;肋后孔对通道换热强化的影响最大,其次是肋中孔,肋前孔的影响最小.在实验范围内,开孔率越大则出流气膜对通道内换热强化的越多.对于旋转状态下回转通道的研究显示:前后缘面带交错直肋和对称直肋的不同通道内的换热效果,在静止状态和旋转状态下表现出基本一致的换热效果.在通道扭转情况下,旋转对前后缘换热的影响被削弱了,但扭转却拉大了内外侧的换热差异.在目前实验参数范围内,旋转浮升力对换热的影响不大.通过对前后缘面布置不同形式的肋通道内换热的在静止和旋转状态下的研究,结果表明可以主动的去设计在旋转状态下冷却通道各个换热表面最优化的结构.特别是前后缘带不同形式的交错断V形肋通道,其前后缘面的换热效果可以在旋转状态下调整为一样,实现减小通道内各换热表面温度梯度的目标.