多层涡轮机匣内螺栓对换热特性影响的试验研究

作者：刘震雄; 毛军逵; 江华; 李俊山; 沈毅; 陆海鹰

来源：推进技术, 2017, 38(07): 1441-1449.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.2017.07.001

• 高压涡轮机匣
• 主动间隙控制
• 定位螺栓
• 换热特性
• 经验关系式

针对叶尖间隙主动控制系统的高压涡轮多层机匣,研究了机匣内部斜向冲击高肋结构中,定位螺栓对机匣换热特性的影响规律。试验中改变孔平均雷诺数-Re(25437121)、螺栓直径与冲击孔直径比D d(2.67,4.13,5.33)、螺栓间距与冲击孔直径比S d(23.2,30.7,45.2)等参数,获得了不同工况下螺栓安装面局部和平均Nu数变化规律,并整理出对应的经验关系式。研究中发现,安装螺栓的存在,显著增强了机匣表面的局部换热效果,但是平均换热系数的提升幅度有限。研究结果表明,在本文试验参数范围内,当保持螺栓间距比不变时,增加螺栓直径可以有效强化机匣表面的换热系数,如当螺栓直径比D d由2.67增加到5.33时,螺栓周围机匣表面平均Nu数增加幅度达20%30%。当螺栓直径比保持不变的工况中,螺栓间距比S d为30.7时机匣表面平均Nu数达到最大值,但是螺栓间距比参数对机匣表面换热系数影响相对较小,平均Nu数的变化幅度在10%以内。

• 单位
  沈阳发动机设计研究所; 中国航空工业集团公司; 南京航空航天大学; 上海民航职业技术学院