一种考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法，包括：确定辐射修正系数的无量纲自变量参数；确定无量纲自变量参数与辐射修正系数之间的物理关系与关联形式；建立测量矩阵的试验数据集；确定经验式框架中的经验系数；遴选出当前相关性的适用无量纲参数置信区间，确立气膜冷却效率热辐射修正的经验公式；考虑热辐射修正的气膜冷却效率由低温环境下的气膜冷却效率与辐射修正系数的乘积获得。本发明专利技术以大量的数值仿真或试验测量获取的正交数据集为依据，最大程度的提高了开发的经验关联式的科技性及可信度；实验室环境下开展的低温或中温环境试验，仅需对测量数据与辐射修正系数做乘积，即可完成高温环境下气膜冷却效率的预测工作。效率的预测工作。效率的预测工作。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法


[0001]本专利技术属于航空发动机热端部件高温测量、结构设计领域，特别是涉及一种考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法。

技术介绍

[0002]气膜冷却作为航空发动机中一种高效、新型的冷却形式，广泛应用在发动机热端部件(燃烧室、涡轮叶片)中，其主要工作原理为：从热端部件表面开一排排气膜孔，引入二次气流，这股二次气流在高温燃气的压力和摩擦力作用下将附着在热端部件的表面上，将高温燃气与部件壁面隔开，构成了阻隔热燃气冷却的一种重要方式，将对热端部件起到良好的冷却保护作用。
[0003]气膜冷却效率是一个无量纲量，表征气膜冷却方式带来的壁面绝对冷却效果接近最大可能达到的绝对冷却效果的程度，它是衡量气膜冷却效果的重要指标，主要由主流与二次流掺混的流动特性以及气膜孔的几何特征决定，准确获取该冷却效率至关重要，因为这将直接影响着发动机传热设计者的设计精度。
[0004]目前，直接针对超高温工况(如＞1800K)气膜冷却效率的获取难度极高，鲜有研究。而人们出于对试验成本、试验可行性以及安全角度考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法，其特征在于，包括以下步骤：在满足高低温工况涡轮叶片冷却效率测量的一般模化标准情况下，取展向平均的高温气膜冷却效率与低温气膜冷却效率的比值沿流向分布的平均值作为气膜冷效辐射修正系数；确定所述气膜冷效辐射修正系数的无量纲自变量参数；获取所述无量纲自变量参数与辐射修正系数之间的物理关系与关联形式；构建测量矩阵的试验数据集，构建所述气膜冷效辐射修正系数的经验公式框架；基于所述试验数据集、所述物理关系与关联形式对所述经验公式框架求解，获得所述经验公式框架的经验系数，获得初始经验公式；计算所述试验数据集的决定系数，根据所述决定系数对所述试验数据集进行遴选，确定当前相关性的适用于无量纲参数的置信区间，并通过误差分析获得气膜冷效辐射修正的最终经验公式；基于所述最终经验公式，并根据低温环境下的气膜冷却效率与辐射修正系数获得高温环境下考虑热辐射修正的气膜冷却效率。2.根据权利要求1所述的考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法，其特征在于，根据绝热壁温、主流燃气温度、气膜孔出口处的冷气温度计算获得所述气膜冷却效率；通过所述气膜冷却效率加和平均获得所述展向平均的气膜冷却效率。3.根据权利要求1所述的考虑热辐射的涡轮叶片气膜冷却效率修正方法，其特征在于，通过所述无量纲自变量参数构...

【专利技术属性】
技术研发人员：由儒全，李海旺，王孟，陶智，王鹏飞，郭文，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：