带肋和出流孔通道换热研究

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1、2010年第36簋鞭4期V01．36No．4Aug．2010带肋和出流孔通道换热研究郭涛，朱惠人，苏福彬，许都纯(西北工业大学动力与能源学院。西安710072)郭涛(1976)，男，博士，高级工程师。主要从事航空发动机高温部件传热与冷却技术。收稿日期：2009—12—261引言带肋和出流孑L通道是燃气涡轮发动机涡轮叶片中常用的冷却结构，冷却空气在通道内流动对壁面进行冷却时，一部分气流由出流孔流出，在叶片表面形成气膜冷却，或在内部形成冲击冷却，从而构成组合冷却方式，提高冷却空气的利用效率。在相关研究中，针对无出流孔的带肋通道，文献⋯对通道中的换热和流

2、动阻力进行了研究，分析了肋角度和通道高宽比等几何因素对流动和换热特性的影1摘要：采用热色液晶瞬态测试技术测量了带肋和出流孔通道各壁面的换热系数分布，分析了雷诺数和出流比对换热系数的影响，其中雷诺数的变化范围是20000-80000，出流比的变化范围是O．3-0．6。结果表明：出流比的变化对各壁面均有较大影响，无出流孔带肋壁面的换热沿通道减弱，带肋和出流孔壁面的换热在通道入口处先增大之后沿通道减小；各壁面平均换热增强系数随雷诺数增大而减小。无出流孔的带肋壁面和侧壁的平均换热增强系数随出流比增大而减小，带肋和出流孔壁面的平均换热增强系数不随出流比变化而

3、变化。关键词：肋：出流孔；换热：瞬态测试HeatTransferInvestigationontheChannelswithRibTurbulatorsandBleedHolesGUOTao，ZHUHui—ten，SUFu—bin，XUDu—chun(SchoolofPowerandEnergy,NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Theheattransfercoefficientdistributionsoneverywallofthechannelwit

4、hribturbulatorsandbleedholes113eYemeasuredbytransienttiquidcrystaltechnique．TheeffectofReynoldsnumberandbleedratioonheattransfercoefficientWO．8analyzed．TheReynoldsnumbersrangedfrom20000to80000,andthebleedratiorangedfrom0．3ton6．Theresultsshowthatthechangeofbleedratiogreatlyaffe

5、ctstheheattr㈣ferofeverywalltheheattransferofthefibbedwallw#houtbleedholesdecreasesalongthechannel．Onthewallwithribturbulatorsandbleedholes．theheattransferincreasesmtheentranceofthechannelandthendecreasesalongthechanneLThem)erageheattransferenhancementcoefficientsofthechannelwa

6、llsdecreasewiththeincreasingoftheReynoldsnumberForthesmoothwallsandtheribbedwallwithoutbleedholes，theaverageheattraasferenhancementcoefficientsdecreasewiththe讥creas讥gofthebleedratio．Thebleedratiohasliulee#ectontheaverageheattransferenhancementofthewallwithribturbulatorsandblee

7、dholes．Keywords：ribturbulators；bleedholes；heattransfer；transientmeasurement响；文献[2】测量了带肋通道中的换热分布和流场；文献【3】对带肋通道内的流动进行了数值模拟研究。以上研究得到的详细流动和换热分布，揭示了肋对流动的影响和增强换热的机理。针对出流对换热的影响，文献[4】对无肋通道出流孔附近的冷却空气流动及2010年簟36蕾鬟4期V01．36No．4Aug．2010换热进行了研究，得到了出流影响下的换热分布规律，揭示了出流对通道内壁面的强化换热机理。针对带肋和有出流的通道

8、，文献[5】对通道内冷却空气的流动情况进行了数值模拟，分析了通道内的流场；文献[6]研究了不同形式的肋对换热分布的影响；文