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第1章 燃气轮机冲击冷却：设计、应用及局限性1

1.1 引言1

1.2 应用5

1.2.1 单一射流冲击冷却5

1.2.2 单列射流冲击7

1.2.3 前缘冷却7

1.2.4 尾缘冷却8

1.2.5 表面阵列射流冲击8

1.2.6 内外流路冷却9

1.2.7 转盘冲击10

1.2.8 旋转冷却通道内冲击11

1.2.9 受限通道冲击12

1.2.10 任意粗糙网纹表面冲击12

1.2.11 叶顶内部冷却14

1.2.12 燃烧室冷却15

1.2.13 闭式冲击冷却16

1.2.14 复合冲击气膜冷却17

1.3 局限性18

1.4 总结21

符号说明21

参考文献21

第2章 单、双出口流动及不同冲击距条件下射流冲击冷却25

2.1 引言25

2.2 阵列射流冷却26

2.3 湍流模型28

2.3.1 SST模型28

2.3.2 V2F模型28

2.4 结果与讨论29

2.4.1 单出口流动情形29

2.4.2 双出口流动情形41

2.4.3 非圆形孔48

2.4.4 错位阵列49

2.5 总结49

致谢49

参考文献49

第3章 阵列冲击冷却的最新进展51

3.1 引言51

3.2 试验装置与操作规程54

3.2.1 气流冲击设施与阵列冲击板54

3.2.2 流量系数测量与确定57

3.2.3 局部恢复系数测量57

3.2.4 局部努塞尔数测量57

3.3 试验结果与讨论59

3.3.1 横流与射流速度比和流量系数59

3.3.2 雷诺数和马赫数对阵列冲击传热的独立影响59

3.3.3 温比对阵列冲击传热的影响65

3.3.4 孔间距对阵列冲击传热的影响68

3.3.5 射流与靶面间距对阵列冲击传热的影响73

3.4 总结与讨论75

致谢77

符号说明77

希腊符号78

参考文献79

第4章 燃烧室火焰筒背侧冲击冷却82

4.1 引言82

4.2 背景83

4.3 射流冲击冷却84

4.3.1 初始横流的影响89

4.3.2 燃烧室火焰筒的冲击冷却90

4.4 结论98

参考文献99

第5章 燃气轮机冲击／发散冷却方法100

5.1 引言100

5.2 冲击／发散冷却传热102

5.2.1 冲击／发散冷却原理102

5.2.2 冲击射流与冲击／发散冷却的对比103

5.3 冲击／发散冷却的主要变量105

5.3.1 孔型及其布置的影响105

5.3.2 板距的影响108

5.3.3 雷诺数的影响110

5.3.4 表面曲率的影响113

5.3.5 横流的影响115

5.3.6 表面处理的影响119

参考文献125

第6章 冲击射流和壁面射流的流动控制127

6.1 冲击射流的流动控制简介127

6.2 射流冲击的被动控制127

6.2.1 喷嘴被动控制128

6.2.2 靶面被动控制136

6.3 射流冲击的主动控制139

6.3.1 喷嘴主动控制139

6.3.2 靶面主动流动控制142

6.4 总结142

参考文献142

第7章 旋转射流冲击传热的数值模拟147

7.1 引言147

7.2 控制方程150

7.3 数值方法151

7.3.1 湍流与湍流模拟151

7.4 结果与讨论152

7.4.1 基本测试算例——旋流的物理影响解释152

7.4.2 湍流旋转射流冲击154

7.4.3 计算与Bilen等［33］试验的对比155

7.4.4 计算与Huang和EI-Genk［35］试验的对比157

7.5 结论157

致谢158

符号说明158

希腊符号158

下标159

参考文献159

第8章 带肋靶面射流冲击冷却的强化传热试验与数值研究161

8.1 引言161

8.2 试验研究162

8.2.1 二维射流喷嘴的传热试验162

8.2.2 圆形射流喷嘴的传热试验163

8.2.3 萘升华法164

8.2.4 结果与讨论165

8.3 数值研究172

8.3.1 肋强化二维射流冲击传热172

8.3.2 圆形肋强化射流冲击传热178

8.4 总结182

参考文献182