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- 插芯结构对旋流冷却流动换热特性的影响
- 2025年
- 针对用于透平叶片前缘的旋流冷却结构,为了改善其冷气发展空间、提高综合冷却性能,提出了一种布置在冷却腔内的插芯结构。基于简化旋流冷却结构,采用数值模拟方法研究了插芯结构对旋流冷却靶面换热系数、综合冷却性能、流量分配、流动结构等的改善效果和作用机理。结果表明:增设插芯结构后,在射流雷诺数5 000~20 000范围内,旋流冷却结构的靶面面积平均努塞尔数增加了5.9%~8.3%,综合冷效因子增加了5.2%~6.6%,吸力侧努塞尔数提高了14.8%~16.6%,相邻喷嘴间流量的最大差从18%削减到5%。插芯结构削减了上游射流在旋流腔轴心处的发展空间,抑制了旋流回流和旋流涡核的形成,降低了上游冷气对新鲜射流的干扰,强化了旋流对壁面边界层的削弱效果,从而有效增加了旋流结构的一致性并提高了靶面换热系数的强度和均匀性。
- 何伟肖俊峰高松李园园于飞龙伍赫
- 关键词：透平叶片努塞尔数
- 冷却风扇气动性能及噪声模拟与试验验证
- 2025年
- 为评估冷却风扇气动性能及噪声,以某摩托车用轴流式冷却风扇为研究对象,应用计算流体力学和计算声学方法,采用流体分析软件STAR-CCM+和噪声分析软件Virtual Lab对风扇性能及噪声开展研究,并与风扇性能和噪声试验数据对比验证计算模型的可靠性。结果表明:轴流式冷却风扇风量仿真值与实测值变化趋势一致,最大误差约为4.9%,总体平均误差约为2.94%。轴流式风扇转速4213 r/min及风压0 Pa时,噪声仿真值与试验值的误差为9.7%,误差低于10%,可满足工程需求。类似研究方法应用于发电机组用离心式风扇风量及噪声预测研究中,经分析得出离心式风扇入口风速试验值与仿真值间最大误差为9.17%,最小误差为5%;1 m远场噪声监测点的噪声声压级仿真值为66 dB(A),实测声压级为75 dB(A),两者差异为9 dB(A),误差约为13.6%,原因是实测噪声值中含有电机驱动系统运转的噪声。研究结果可为轴流式及离心式风扇的气动性能及噪声评估提供方法参考。
- 谭礼斌袁越锦
- 关键词：冷却风扇气动性能轴流式风扇离心式风扇风量
- 主动式气膜冷却对高超声速飞行器等离子体鞘套的影响
- 2025年
- 以钝锥模型为研究对象,采用热化学非平衡计算方法并结合可压缩N-S方程、SST k-ω湍流模型,对钝锥模型肩部台阶喷流和头部逆向喷流流场进行了数值模拟。在考虑不同喷流压强、喷口位置和数量等因素的基础上,分析了主动式气膜冷却对等离子体鞘套的影响。结果表明:高超声速飞行器采用主动式气膜冷却技术时,喷口的数量、位置及喷流压强对等离子体密度均具有显著的影响。肩部的切向喷流可有效抑制模型壁面附近的等离子体密度,进而可能对高频电磁波的传输和目标雷达散射截面(RCS)产生影响。头部逆向喷流可显著改变等离子体的分布情况,不同的逆向喷流参数配置会导致明显的差异。
- 徐春光张源耕
- 关键词：高超声速飞行器热化学非平衡
- 调控生鲜猪肉过冷保鲜的逐步降温循环程序构建
- 2025年
- 为实现生鲜猪肉在冰点以下稳定过冷贮藏,本研究分析了逐步降温过程中初始温度和降温时间间隔对生鲜猪肉过冷的影响,构建调控生鲜猪肉过冷的最佳逐步降温循环程序,并评估生鲜猪肉在此条件下贮藏12 d的保鲜效果。结果表明,降温时间间隔显著影响生鲜猪肉的过冷点和过冷度。相较于12和18 h降温时间间隔组,6 h降温时间间隔组样品的过冷点显著降低、过冷度显著升高。在此基础上确定初始温度-1.5℃、降温时间间隔6 h、最低温度-3.5℃的逐步降温循环为调控生鲜猪肉过冷的最佳程序,此程序下贮藏12 d时生鲜猪肉过冷率达100%。与-3.5℃组冻结样品相比,各逐步降温循环程序显著降低了贮藏12 d样品的汁液流失率,延缓了猪肉中结合水和不易流动水向自由水的转化,提高了猪肉的持水力。相比-1至-3.5℃组,更低温度的-1.5至-3.5℃、-2至-3.5℃逐步降温循环程序可有效抑制贮藏期间生鲜猪肉中微生物的生长,延缓蛋白质腐败降解、更好地保持样品的新鲜度,且上述两组样品的挥发性盐基氮(TVB-N)和硫代巴比妥酸反应物(TBARS)含量与-3.5℃组样品无显著差异。该研究可为高品质生鲜肉的新型贮藏保鲜技术开发和设备开发提供科学依据,进而促进我国生鲜肉冷链物流的发展。
- 陶雨刘浩泉叶可萍
- 关键词：过冷猪肉贮藏保鲜
- 不同冷却方式下高温混凝土的动态力学特性
- 2025年
- 为了研究高温混凝土在不同冷却方式下的动态力学特性,通过φ74 mm大口径分离式霍普金森压杆对不同冷却方式处理下不同温度的C30圆柱形混凝土试样进行了动态力学性能试验,得到了其在热、水、力联合作用下的力学特性,探究了冷却方式、温度和加载条件对平均应变率的影响,重点分析了高温混凝土在不同方式冷却后的动态应力-应变曲线,以及冷却方式、温度和加载速率对其破碎形态、动态抗压强度、弹性模量、峰值应变及一系列动态效应的影响。结果表明:水冷混凝土试样的平均应变率受温度的影响更明显,不同冷却方式下加载速度与平均应变率近似呈线性关系;当温度达到400℃及以上时,试样颜色发生明显改变,相同温度下,水冷试样比自然冷却试样的颜色更深,出现更多细微裂纹,骨料形态破坏更严重;不同冷却方式下混凝土的动态抗压强度均与加载速度成正比,与加热温度成反比;水冷混凝土试样的弹性模量损伤系数低于自然冷却试样;高温混凝土试样的峰值应变与加热温度成正比,与加载速度成反比,且水冷混凝土试样的峰值应变相对值要高于自然冷却试样;混凝土的动载荷增加因子与温度及加载速度均成正比,且温度越高,混凝土的应变率效应越明显;当温度在200℃时,混凝土耗能系数出现反弹现象。
- 吴栩霆王振周航张国凯李硕标
- 关键词：冷却方式分离式霍普金森压杆破坏形态
- 吹风比对热障涂层-气膜冷却系统CMAS侵蚀过程及隔热性能的影响
- 2025年
- 针对熔融硅酸盐环境沉积物(CMAS)侵蚀诱发含冷却孔热障涂层结构热防护性能下降的问题,研究了不同吹风比下的CMAS的非均匀侵蚀行为及其对热障涂层(TBCs)隔热性能的影响.在Fluent软件中,考虑热传导、热对流和热辐射(热辐射使用离散纵坐标辐射模型),建立共轭传热模型得到了在吹风比为1.5、1.0和0.5时TBC-气膜冷却系统的温度分布,在ABAQUS中建立三维相场模型(PFM)模拟CMAS的非均匀侵蚀行为,定量分析不同吹风比下CMAS侵蚀行为对TBC-气膜冷却系统温度分布的影响.分析了侵蚀300 h前后TBCs-气膜冷却系统温度场的变化,探讨了在不同吹风比下CMAS非均匀侵蚀对TBCs靠近主流入口、冷却孔入口前缘、冷却孔出口后缘和主流出口4个典型位置沿涂层厚度方向路径上热阻的影响.结果表明:TBC-气膜冷却系统在工作条件下具有三维温度梯度,沿主流流动方向和沿TBCs厚度方向上有较高的温度梯度,冷却孔附近区域温度分布的不均匀度高.陶瓷(TC)层中的CMAS浓度分布呈明显的不均匀性,在高温度区域内CMAS侵蚀速率更高,吹风比降低会引起TC层温度上升,温度不均匀性下降,CMAS的侵蚀程度增加,浓度分布的不均匀性下降.CMAS侵蚀会降低TBCs的隔热性能,吹风比为1.5、1.0和0.5时,侵蚀前后TBCs在靠近主流入口位置沿厚度方向路径上热阻下降率最高,分别为16.47%、17.13%和17.55%.CMAS侵蚀对TBCs在冷却孔出口后缘的隔热性能的影响较小,热阻在侵蚀前后的变化不大.
- 张俊红谢安顺高朗张学玲林杰威林杰威
- 关键词：吹风比热障涂层隔热性能
- 透平叶栅风影冷却研究进展被引量：1
- 2024年
- 高效的冷却技术对保障燃气轮机透平和航空发动机涡轮长寿命、高可靠地运行具有关键作用。近年来,为了提高冷气的利用率,气膜冷却所带来的附加冷却效果—风影冷却,逐渐被研究人员重视。本文首先描述了风影冷却的形成机理,分析了其影响因素,并将迄今为止公开发表的风影冷却研究归类为:上游叶排冷气在下游叶片上形成的风影冷却、叶片冷气射流在端壁表面形成的风影冷却、叶片冷气射流在叶顶表面形成的风影冷却、端壁冷气出流在叶片表面形成的风影冷却以及燃烧室冷却出流在静叶表面形成的风影冷却,其中包含了虽未被明确命名为风影冷却但本质上属于风影冷却的研究成果。随后,对不同类型风影冷却的研究现状和现有不足进行了综述,指出未来研究需要进一步利用好风影冷却的优势,推动现有的被动风影冷却研究朝着风影冷却主动设计方向发展,以期进一步提升冷气的覆盖面积和解决叶栅复杂二次流导致的冷却“死区”问题;此外,发展风影冷却技术对精减冷却结构、降低叶片加工成本以及开展透平叶栅高效一体化冷却设计也具有十分重要的作用。
- 宋宇刘钊杨星丰镇平
- 关键词：燃气轮机气膜冷却
- 超燃冲压发动机燃烧室三种冷却结构性能比较
- 2024年
- 面对超燃冲压发动机燃烧室严峻热环境,需要通过改进设计以提高气膜冷却性能。本文用数值方法分析比较了三种不同于传统气膜冷却的结构:(1)沿冷气通道增加气膜孔直径的改进型气膜冷却结构;(2)增加冷气冲击与对流换热的层板冷却结构;(3)增加多孔板的发散气膜组合冷却结构。通过机理实验数据验证数学模型和数值方法。利用经过验证的模型和方法,在真实的超燃冲压发动机燃烧室工况下,数值分析三种结构的冷却机理。在不同冷气注射量下,比较三种冷却结构热端冷却效率及温度分布的均匀性,结果表明组合冷却结构最高冷却效率高出其他结构的28%。此外,分析热障涂层对三种结构综合冷却特性的贡献,结果表明层板结构冷却效率在大冷气量下高出其他结构的16%。
- 吕玉妹王建华伍楠吴万范贺菲麻玉龙
- 关键词：超燃冲压发动机燃烧室气膜冷却
- 个体降温装备研究现状与展望
- 2024年
- 为了提升消防员的生命安全和作战能力,随着高效制冷相关技术研究不断深入,新型个体降温装备层出不穷。本文主要综述了无源型个体降温装备和有源型个体降温装备的分类、基本概念、降温原理以及其在实际应用中的优缺点,并从个体降温装备舒适性量化设计、功能与智能复合和整装量化评估三个方向展望了个体降温装备未来的发展趋势,为个体降温装备的研究和应用提供依据。
- 严庆帅江潇蒙沈华徐广标
- 自然冷源在数据中心的应用
- 2024年
- 数据中心的高能耗和碳排放对环境造成了巨大影响,降低数据中心能耗是实现国家碳中和战略的客观要求,充分利用室外自然冷源是降低数据中心能耗的有效途径。旨在分析数据中心空调系统主流自然冷却技术特点及应用条件,阐明自然冷源对于降低数据中心能耗、实现节能的重要性。
- 邹海峰
- 关键词：数据中心空调系统自然冷源蒸发冷却
