涡轮叶片表面微颗粒沉积研究

涡轮叶片表面微颗粒沉积会降低涡轮叶片的气动和冷却性能。本书在总结前人研究成果的基础上，结合作者多年的研究成果，详细介绍涡轮叶片表面微颗粒沉积的物理过程及其危害,以及目前获得的主要机理和规律，并介绍了相关的多相流动理论和沉积模型、数值计算方法、实验方法和技术。本书还针对涡轮叶片表面微颗粒沉积防护技术进行了探索和讨论。本书主要面向从事航空满轮叶片传热和冷却研究，设计的科研工作者，也可以作为高等院校相关专业高年级本科生和研究生的教材。

丛书序
前言
第1章涡轮叶片表面微颗粒沉积及其影响
1.1航空发动机的工作环境001
1.1.1涡轴发动机的工作环境001
1.1.2涡扇发动机的工作环境003
1.2微颗粒在涡轮叶片表面沉积及其危害004
1.3涡轮叶片表面微颗粒沉积研究现状007
1.4涡轮叶片表面微颗粒沉积研究方法011
1.5本书结构011
参考文献011
第2章涡轮叶片表面微颗粒沉积物理过程及其机理
2.1微颗粒在涡轮叶片表面沉积过程019
2.1.1微颗粒在流场中的运动019
2.1.2微颗粒与结构表面的相互作用036
2.1.3微颗粒在结构表面的固化053
2.2温度对涡轮叶片表面微颗粒沉积的影响054
2.2.1主流温度对微颗粒沉积的影响054
2.2.2结构表面温度对微颗粒沉积的影响058
2.3流动对涡轮叶片表面微颗粒沉积的影响060
2.3.1不同粒径微颗粒的沉积特性060
2.3.2叶栅通道内微颗粒沉积特性063
2.3.3气膜冷却对涡轮叶片表面微颗粒沉积影响066
2.4小结070
参考文献070
第3章微颗粒沉积数值模拟
3.1多相流动理论简介075
3.2稀疏多相流动及其数值模型077
3.2.1微颗粒的受力模型077
3.2.2燃气微颗粒稀疏多相流动数值计算077
3.3微颗粒在结构表面的沉积模型080
3.3.1临界速度模型080
3.3.2临界黏性模型080
3.4微颗粒沉积数值模拟实例082
3.4.1常温气膜冷却平板表面微颗粒沉积数值计算082
3.4.2高温气冷涡轮导向叶片表面微颗粒沉积数值计算109
3.5小结127
参考文献127
第4章微颗粒沉积实验技术
4.1微颗粒沉积实验对象及观测量131
4.2微颗粒沉积实验的相似性分析132
4.2.1影响微颗粒沉积的主要因素及无量纲参数133
4.2.2微颗粒状态对沉积影响分析139
4.2.3微颗粒沉积影响因素总结140
4.2.4无量纲参数匹配举例141
4.3微颗粒沉积低温实验142
4.3.1实验台144
4.3.2微颗粒的制备144
4.3.3冷气系统147
4.3.4测试技术148
4.3.5主要实验结果149
4.3.6国内外低温实验系统156
4.4微颗粒沉积高温实验160
4.4.1实验台162
4.4.2砂粒投放装置165
4.4.3冷气系统166
4.4.4测试技术166
4.4.5主要实验结果167
4.4.6国内外高温实验系统171
4.5微颗粒沉积实验安全172
4.6小结174
参考文献174
第5章涡轮叶片表面微颗粒沉积防护技术
5.1涡轮叶片表面微颗粒沉积防护技术概述176
5.2横向开槽技术177
5.2.1横向槽的设置177
5.2.2横向槽对微颗粒沉积量的影响179
5.2.3横向槽对微颗粒沉积分布的影响181
5.2.4横向槽对结构表面温度的影响186
5.2.5横向开槽技术展望188
5.3涡轮叶片表面微颗粒沉积防护设计方法探索190
5.4小结191
参考文献192
附录A不确定度计算方法
参考文献195