论文摘要：旋转状态下曲率表面气膜冷却换热系数的实验研究

气膜冷却是现代涡轮叶片热防护中广泛采用的冷却方式之一，是提高发动机寿命和效率的有效途径。当前，国内外对气膜冷却效率的研究较多，对换热系数的研究甚少。同时有关曲率和旋转对气膜冷却的影响的相关研究也不多。因此研究旋转状态下曲率表面气膜冷却换热系数的规律有着重要的意义。本论文总结了近年来气膜冷却的研究情况，利用叶片外换热实验台和一系列先进的技术手段对旋转状态下的曲率表面的气膜冷却进行研究，重点研究吹风比、密度比、雷诺数、旋转数等因素对气膜冷却换热系数的影响，积累了必要的基础性研究资料。 本文的主要工作包括对叶片外换热实验台的改进，实验件的设计以及对各因素对气膜冷却换热系数的影响规律进行的系统的实验研究。实验结果表明：凸表面吹风比对气膜冷却换热系数的影响要大于凹表面；主流雷诺数的增加使得气膜冷却换热系数增加，对凹表面的气膜扰动更大；旋转会造成气膜轨迹的偏转，随着旋转数的增大，轨迹偏转越明显，凸表面的偏转程度高于凹表面。旋转数的增加使得换热系数增大。密度比对换热系数的影响不大。本文有关曲率表面气膜冷却换热系数的研究结论丰富了课题组有关气膜冷却机理的基础性研究成果，积累了大量的实验数据，为进一步研究气膜冷却工作打下了基础。