低长径比下双波纹孔气膜冷却效率分析

作者：杨晓军^*; 常嘉文; 刘智刚; 刘文博; 柳笑寒; 于浩洋

来源：航空科学技术, 2021, 32(05): 31-38.

DOI：10.19452/j.issn1007-5453.2021.05.005

• 气膜冷却
• 双波纹孔
• 长径比
• 冷却效率
• 分支孔

为了提高低长径比(L/D=2)下气膜孔的冷却能力,本文提出一种双波纹孔的新型气膜孔结构。选取圆柱孔、扇形孔和猫耳孔作为对比孔型,应用数值模拟的方法对4种孔形的流场和冷却效率进行了研究。结果表明,双波纹孔的出口面积较大,其支孔结构能够减弱气膜孔进口射流的影响,降低气膜孔中的"空腔"区域,使冷却空气流动更加合理。低吹风比(M=0.5)时,双波纹孔气膜中心的高冷却效率区域更大,高吹风比(M=1.5)时,双波纹孔后气膜会出现"缩颈"现象,其中心线上的冷却效率约为0.3以上,展向平均冷却效率约在0.1以上,优于其余三孔。当吹风比提高到M=2.5时,扇形孔的冷却效率略优于双波纹孔,但展向平均效率基本一致,综上双波纹孔在低长径比下具有良好的冷却效率分布,为航空发动机薄壁热端部件挖掘冷气的冷却潜力提供一个可行方案,希望为相关研究和设计提供借鉴和参考。

• 单位
  中国民航大学