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纵向波纹隔热屏是现代航空发动机加力燃烧室的一种主要冷却结构,对其流动特性的研究可为精确殴计高效多孔隔热屏冷却结构提供依据。
本文首先采用了实验的方法对离散孔和发散孔两种正弦型纵向波纹隔热屏的气膜孔流量系数和次流通道的流阻特性进行了研究。在气膜孔流量系数实验中.重点研究了小孔流量系数随小孔雷诺数、动昔比、次流雷诺数等流动参数和气膜孔开孔何置、开孔率等儿何参数的变化规律;在流阻特性研究实验中,重点研究了次流雷诺数、总山流比、平均密流比以及开孔方式对静压系数和总压系数的影响。
得到的结论如下:1.不同开孔位置流量系数有很人不同,发散孔不同开孔位置流量系数差距要小于离散孔,而开孔率对流量系数的影响较小;2.同一开孔位置处,气膜孔与次流通道的动量比对流量系数影响较大,而小孔雷诺数和次流雷诺数对流量系数影响较小;3.在次流雷诺数一定时,增加气膜孔的总出流比,对沿程静压有明显的提升作川;而在总出流比一定的前提下,改变次流雷诺数对静压系数影响不大;4.次流雷诺数和总出流比对总压系数的影响规律与对静压系数的影响规律一致;5.发散孔两个压力系数无论是在数值还是变化幅度上,都要小于离散孔;6.开孔方式固定,单独改变次流雷诺数对两个压力系数影响不大,而改变平均密流比对压力系数有重要影响;7.开孔方式变化对静压系数有一定影响,主要取决于开孔排数的多少。8.开孔方式变化对总压系数影响较小。
本文利用Fluent软件,通过数值模拟的方法研究了气膜孔长径比,倾角以及主流对流量系数的影响,分析了气膜孔附近的流场特性和流场结构,解释了流量系数变化的原因。
计算结果表明:1.随着长径比的增大,流量系数也会增大,但增大趋势逐渐减缓;2.长径比对不同开孔位置处流量系数影响程度不同,这与气膜孔进口处流场有关;3.长径比增大后,动量比依然是影响流量系数的重要因素,而小孔雷诺数对流量系数影响较小;4.倾角的改变对流量系数有较大影响,但影响规律在隔热屏不同开孔位置处有所不同,这同样与气膜孔进口流场有关;5.加入主流后,气膜孔流量系数与无主流时相比变化较小。