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燃气涡轮发动机涡轮转子叶片综合冷效模化方法

1范围

本文件规定了旋转条件下，针对涡轮叶片动叶综合冷效模化方法的关键参数、关键参数匹配原则和关键参数影响指数获取等内容。

本文件适用于旋转状态下涡轮叶片动叶综合冷效的模化。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

HB7081航空燃气涡轮发动机轴流涡轮气动性能试验方法

HB20086航空燃气涡轮发动机涡轮叶片综合冷却效果试验方法

3术语和定义、符号和缩略语

3.1术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。3.1.1

主气mainair

流经涡轮进口截面的空气或燃气。3.1.2

冷气coolingair

经涡轮冷却空气流路进入涡轮叶片的冷却空气。3.1.3

温比temperatureratio

涡轮转子主气进口总温与冷气进口总温之比。3.1.4

流量比massflowratio

单个试验叶片冷气流量与涡轮单个叶栅通道的主气流量之比。3.1.5

试验状态testingconditions

试验中将涡轮主气进口总压、主气进口总温、折合转速、温比、流量比等调节至目标值的状态。

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3.1.6

相似转速similarrotationalspeed

涡轮转子转速与旋转半径的积除以主气进口总温的0.5次方，其表示转子转速的相似无量纲参数。3.1.7

综合冷效overallcoolingeffectiveness

评定涡轮叶片冷却性能的参数。冷却效果为主气进口总温与涡轮叶片表面温度之差同主气进口总温与冷气进口总温之差的比值。

3.1.8

试验关系式法experimentalrelationalmethod

涡轮叶片试验中，当部分关键无量纲参数无法匹配时，利用该参数在试验工况与真实工况下数值之比，对结果进行修正的关系式。

3.1.9

入口气流角inletairflowangle

叶片进口处气流与涡轮轴的相对角度。

3.2符号和缩略语

表1规定的符号适用于本文件。

表1本文件符号

编号

量的符号

量的名称

单位符号

说明

3.2.1

Re

雷诺数

基本符号

3.2.2

m

流量

kg/s

基本符号

3.2.3

N

转速

r/min或r/s

基本符号

3.2.4

r

旋转半径

M

基本符号

3.2.5

T

温度

K

基本符号

3.2.6

α

传热系数

W/(m2*K)

基本符号

3.2.7

θ

综合冷效

基本符号

3.2.8

Nu

努塞尔数

基本符号

3.2.9

d

特征长度

m

基本符号

3.2.10

λ

导热系数

W/(m*K)

基本符号

3.2.11

C

常数

基本符号

3.2.12

K

同参数之比

基本符号

3.2.13

Q

多项式

基本符号

3.2.14

m

主气雷诺数换热指数

上角符号

3.2.15

n

冷气雷诺数换热指数/流量比相似指数

上角符号

3.2.16

z

温比相似指数

上角符号

3.2.17

n-m

主气雷诺数相似指数

上角符号

3.2.18

s

吸力面

上角符号

3.2.19

c

压力面

上角符号

3.2.20

g

主气

下角符号

3

表1表题（续）

编号

量的符号

量的名称

单位符号

说明

3.2.21

W

叶片表面

下角符号

3.2.22

c

冷气

下角符号

3.2.23

G

流量

下角符号

3.2.24

T

温度

下角符号

3.2.25

s

吸力面

下角符号

3.2.26

c

压力面

下角符号

3.2.27

t

试验工况

下角符号

3.2.28

z

真实工况

下角符号

4试验关系式法表达式

在相似原理的应用方面，基于传热相关方程，利用理论推导可以得到关系式：

θ=C(KG)n(KT)z(Reg)n-m(QKN)………………（1）

式中：

C为物性参数系数；

KG为流量比修正系数；KT为温比修正系数；

Reg为主流雷诺数修正系数；KN为相似转速修正系数。

公式（1）可以通过计算，实现不经试验可得到叶片综合冷效值，在完成试验后可对结果开展修正。例如：仅有雷诺数无法匹配时，通过此前试验流程获得雷诺数的指数n-m。可对试验得到的综合冷效结果θt通过乘以雷诺数相似参数来修正，从而与真实工况下的综合冷效θz最接近，修正关系式如下所示：

………（2）

5试验流程

将工况模拟试验方法与试验关系式法结合，形成适用于各型叶片的快速模化指导理论，具体流程图如图2所示。具体如下：

a）步骤1：针