Взаимодействия и влияния различных физических эффектов с пленочным охлаждением.

 

ФИЛ ЛИГРАНИ, Университет Штата Юта, Отделение Машиностроения, Солт Лейк Сити, Штат Юта , США

 

Рассмотрены взаимодействия и влияния ряда физических эффектов с пленочным охлаждением. Они включают эффекты: (I) сжимаемости и переменных свойств, (II) продольных вихрей, (III) пульсаций объемного потока, (IV) условий околозвукового невозмущенного потока и потока пленки, (V) ударных волн, (VI) устройства подачи давления выше атмосферного, (VII) развития вихря из пленок, взаимодействующих с внешними поперечными потоками, (VIII) ориентации угла отверстия (включая ориентации составного угла), и (IX) формы отверстия. Конфигурации отверстия специальной формы, которые будут обсуждаться, включают поперечно рассеянные отверстия составного угла, рассеянные вперед отверстия составного угла, отведенные назад веерообразные отверстия с ориентациями простого угла, и отведенные назад веерообразными отверстия с ориентациями составного угла. Результаты пульсации объемного потока (пункт (III)) будут связываться с пульсациями статического давления и направленной по течению скоростью, которые присутствуют в первых ступенях работы околозвуковых газовых турбин вследствие потенциальных взаимодействий потока, и прохождения семейств ударных волн.

Будут рассматриваться эти различные эффекты, поскольку они воздействуют на характеристику пленочного охлаждения, включая локальные и пространственно - усредненные распределения: (а) эффективности поверхностного адиабатического пленочного охлаждения, (б) коэффициентов поверхностной теплопередачи и (в) отношения теплового потока на поверхности с пленочным охлаждением и без него. В некоторых случаях будут также представлены структурные измерения потока в охлажденных пленкой пограничных слоях и вне их, типа: (1) поля температур, (2) поля скоростей, (3) усредненные во времени поля давлений, (4) компоненты тензора напряжений Рейнольдса, и (5) визуализации, использующие дым или туман. В некоторых случаях экспериментальные результаты получают в большом масштабе, чтобы получить детали структуры потока, и в других случаях в маленьком масштабе, чтобы моделировать некоторые из конфигураций и параметры потока, с которыми сталкиваются в действующих двигателях. Различные типы представленных результатов и различные рассмотренные эффекты будут также связаны с самыми последними технологиями пленочного охлаждения, применяемыми в первых ступенях двигателей высокоэффективной газовой турбины, используемых для силовой установки самолета, генерации полезной энергии, и других областей применения.