對流換熱對ZrO2-8%Y2O3涂層系統力學性能的影響

陳宇慧， 楊曉翔， 鐘舜聰，3

(1.福州大學 化學化工學院，福州350108;2. 福州大學 機械工程及自動化學院，福州350108;3. 華東理工大學承壓系統安全科學教育部門重點實驗室，上海200237)

渦輪葉片傳熱方式主要是涂層表面與外界環境的對流換熱以及內部涂層之間的熱傳導。在升溫/降溫過程中，由于溫度分布不均勻而使涂層內部殘余應力分布不均，殘余應力的大小主要依賴對流換熱系數與升溫/降溫速率。在以往的研究中，很少考慮到對流換熱過程對涂層殘余應力分布的影響，傳熱方式通常只考慮熱傳導，而殘余應力的變化則主要通過氧化層形態的演變。鄭 蕾，郭洪波［1］介紹了近年來國內外在新一代超高溫熱障涂層方面的研究進展，包括新型超高溫高隔熱陶瓷隔熱層材料。紀小健，李輝［2］介紹了熱障涂層在燃氣輪機中的應用。T.S.Hille［3］通過改變氧化層的厚度，分析了其對殘余應力分布的影響;M. Ranjbar-Far［4，5］通過改變正弦波形態、氧化層的波長與振幅觀察涂層殘余應力分布的影響。Roslerj，M Boker，K Aufzug K［6，7］研究了蠕變松弛對熱障涂層應力狀態的影響。魏洪亮，楊曉光等［8］對等離子涂層構件的熱疲勞失效模式做了實驗研究。周益春等［9］對熱障涂層的破壞機理和壽命預測做了詳細的綜述。張顯程，涂善東［10］認為涂層主要依靠內部熱傳導的傳熱方式，假定上下表面溫度恒定。文獻中對換熱過程中邊界條件參數選取的研究較少，邊界條件是影響對流換熱的的重要因素之一，它主要是指加熱或冷卻的具體形式以及變化規律。……