高致密多孔层板结构选型研究

推进技术 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (11): 1517-1522.

高致密多孔层板结构选型研究

赵乃芬¹,谭晓茗¹,李业芳¹,房人麟²,徐华胜²

江苏省航空动力系统重点实验室，南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京 210016;江苏省航空动力系统重点实验室，南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京 210016;江苏省航空动力系统重点实验室，南京航空航天大学能源与动力学院，江苏南京 210016;中国燃气涡轮研究院，四川成都 610500;中国燃气涡轮研究院，四川成都 610500

发布日期:2021-08-15
作者简介:赵乃芬(1990—)，女，硕士生，研究领域为航空发动机热端部件冷却。

Research on Structures of High-Density Laminate Porous Plates

Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power Systems，College of Energy and Power Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China;Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power Systems，College of Energy and Power Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China;Jiangsu Province Key Laboratory of Aerospace Power Systems，College of Energy and Power Engineering，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 210016，China;China Gas Turbine Establishment，Chengdu 610500，China;China Gas Turbine Establishment，Chengdu 610500，China

Published:2021-08-15

摘要/Abstract

摘要： 针对6种高致密多孔层板结构，利用CFD软件进行流动与换热的数值模拟，分析了冲击孔、扰流柱以及气膜孔的排列方式对层板流动特性和冷却效率的影响。计算结果表明:6种不同的排列方式，总压力损失均为4.5%左右，其中气流流经冲击壁与气膜壁的压力损失为2.2%左右；不同结构的双层板当量流量系数在0.86左右；层板的排列方式对综合冷却效果影响较大，在其他结构参数不变的情况下，不同的排列方式之间的综合冷却效率最大差值达到10％，在流体流动方向上，各排列的气膜壁面的温度梯度由最初的21K/mm减小到15K/mm；综合考虑各项因素的影响，气膜孔呈梭形排布最优的排列方式，其综合冷却效率最好。

关键词: 层板结构；压力损失；流量系数；冷却效率；数值模拟

Abstract: Numerical simulation is carried out by CFD software to study six kinds of high-density porous lamilloy configurations. Arrays of impinging holes，pin-fins and film holes were studied to obtain cooling coefficient，lamilloy flow characteristic and pressure loss coefficient. The results show that the total pressure loss is about 4.5% for different arrangements with a 2.2% pressure-loss through impinging and film wall. Lamilloy equivalent flow coefficients of different configurations are always about 0.86. Maximum difference of cooling efficiency of lamilloy different configurations is up to 10%. Along flow direction，the film wall temperature rate decreases from 21K/mm to 15K/mm. By comprehensive comparision，‘shuttle’ shape is better than others with the highest cooling efficiency.

Key words: Lamilloy configurations；Pressure loss；Flow coefficient；Cooling efficiency；Numerical simulation

赵乃芬,谭晓茗,李业芳,房人麟,徐华胜. 高致密多孔层板结构选型研究[J]. 推进技术, 2014, 35(11): 1517-1522.

ZHAO Nai-fen¹,TAN Xiao-ming¹,LI Ye-fang¹,FANG Ren-lin²,XU Hua-sheng². Research on Structures of High-Density Laminate Porous Plates[J]. Journal of Propulsion Technology, 2014, 35(11): 1517-1522.

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