旋轉盤腔流動特性試驗技術方法與傳熱數值計算模型

(西安航空職業技術學院，陜西 西安 710089)

現代化計算流體力學與數值傳熱學分析技術能夠實時評估旋轉部件的溫度分布與腔室內部流場信息，但是在理論分析方法與計算技術的影響下，準確性與可靠性依舊不足，亟待提升。因此，必須進行旋轉盤腔流動傳熱試驗，基于綜合全面分析試驗數據信息，對流動傳熱理論分析方法與數值模擬結果進行修正，從而保障反應出航空發動機旋轉部件的流動傳熱特性與規律[1]。

1 旋轉部件流動傳熱試驗方法

1.1 流動結構分析試驗方法

在旋轉盤腔流動特性試驗過程中，一般都會選擇流跡法進行流動結構顯示。在現代化科學技術更新發展的趨勢下，高頻動態化響應探針、LDA、熱線風速儀等測試方式實現了廣泛應用，但是，熱線風速儀與LDV所獲取的信息為流場單點信息，無法獲得速度場分布規律，且難以對非定常現場做到全面分析。

PIV技術不僅可以獲取旋轉盤腔內部流場具體信息，顯示流轉系數分布狀況，還可以進一步簡潔概述旋轉盤腔內部非定常現象。另外，PIV測試方法還具備其自身的獨特優勢，其一，獲取整場速度信息，可以同時多點測量，所以可獲得二維或三維速度場分布；其二，測試結果非常精確，非接觸式測量，不會對流場造成干擾；其三，應用范圍廣泛，有機結合PIV與LCM，可實時獲取流體速度場與溫度場的相關信息[2]。

1.2 傳熱試驗

采用測驗旋轉盤表面溫度的方式，獲取其對流換熱規律，匯總對流換熱經驗關系，以此為發動機空氣系統與熱分析奠定一定的技術基礎。……