摘要: 为研究航空发动机在风沙环境中运行时,风沙颗粒在涡轮叶片气膜孔内沉积堵塞导致冷却效率下降的问 题,本文以圆柱形气膜孔结构为研究对象,采用计算流体动力学-离散相模型(CFD-DPM,computational fluid dynamics-discrete phase model)的数值模拟方法,探究风沙颗粒在气膜孔内的气固两相流动特性;结 合颗粒运动轨迹分析与沉积动力学模型,系统研究了气膜孔内风沙颗粒的沉积特性及其对冷却性能的影 响机理。研究结果表明:风沙颗粒在气膜孔内与壁面碰撞并沉积主要发生在气膜孔入口背风侧壁面的30% 处和气膜孔出口后缘处,导致气膜孔内部及后缘区域成为易发生堵塞的位置;后缘堵塞会改变冷却气流流 动结构,导致冷却气流对壁面的附着效果下降,较大比例的后缘堵塞(B>0.3)会显著降低冷却性能(降幅 超过20%)。气膜孔孔内堵塞不会影响气流在下游壁面上的附着效果,对整体冷却性能影响有限。
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