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1、第四章 气膜冷却本节课的主要内容介绍气膜冷却的基本概念、特点和应用气膜冷却的研究方法气膜冷却的研究内容和发展方向4.1气膜冷却的概念从热表面的孔排或缝隙中吹出冷气流并在热表面上形成一层冷气膜，用以阻隔热燃气对固壁的加热。燃气冷气内换热与外换热内换热：换热流体流动在内通道中流动外换热：换热流体流动是外掠流动思考的两个问题希望外换热系数大好还是小好？ 内换热系数大好还是冷好？内换热流动是层流时对冷却有利还是湍流时对冷却有利？ 外换热流动是层流时对冷却有利还是湍流时对冷却有利？ 针对航空发动机涡轮叶片的内外换热涡轮叶片冷却方式的发展4.2气膜冷却应用（涡轮叶片）4.2气膜冷却应用（火焰筒）利用气膜

2、能做? 4.2气膜冷却其它应用阻隔特性4.3气膜冷却换热研究)(wTrefThq-=：h定义绝热壁温壁面上的平衡温度和壁面附近的气膜温度一致时的壁面温度(壁面的恢复温度）。refTgT=refTawT=1.研究的目的：给工程研究计算提供数据或边界条件4.3.1气膜冷却效率（绝热有效温比）物理意义：空气流在与壁面进行对流换热情况下在没有任何其它冷却措施而只有气膜冷却时壁面的冷却效果。气膜冷却效率：（绝热有效温比）冷却效果的评价标准4.3.2换热系数与冷却效率壁面过于温度比: 和 之间的关系EckertMetzger气膜出流对主流的影响气膜出流对能量交换的影响气膜出流对动量交换的影响实际冷却效果叶

3、片表面温度分布叶片表面气膜冷却效率分布驻点o4.4气膜冷却的研究内容和发展气膜冷却几何结构的研究气膜冷却流动结构的研究两个层次的研究：4.4气膜冷却的研究内容和发展气膜孔的几何特性研究：出流角、孔型、孔径和多排孔等；气膜孔的流动特性研究： 雷诺数、旋转、曲率等4.4气膜冷却的研究内容和发展提高气膜冷却效率的一些思路基准孔壁面换热温度云图：起点气模孔的流线图：新型孔壁面换热温度云图：起点气模孔的流线图：极距初始长度收缩角极角(扩散角）极点1.核心区 2.混合区 3.内边界 4.外边界 5.始段 6.基段4.5射流的基础知识极点、极角和极距射流半厚度速度型中心线速度Um与距离x的关系始段长度4.6气膜冷却的理论解有一个 的x范围 随着 增加，核心区增加气流初始长度迅速下降。该图仅为理论上的指导意义，无工程价值020406080100700800900100011001200气膜冷却温度分布计算结果4.6气膜冷却的准则系统4.5气膜冷却效果 的计算4.7 的影响因素1.唇厚度的影响2.曲率 的影响3.孔排的影响a.在宽度方向不均匀b.入射角 的影响c. 角（在宽度方向的夹角）d. 出口的扩张作业已知燃气 ，流过平板，气膜 冷气流量 ，平板材料允许温度1050K,湍流掺混系数

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