具有复合角的多斜孔板流量系数研究

曹宗华，何跃龙

(中国燃气涡轮研究院，四川成都610500)

1 引言

具有复合角的多斜孔全气膜冷却是航空发动机燃烧室火焰筒冷却结构之一，具有冷却气量少、冷却效率高的特点，其流量系数是设计这种冷却方式的必要数据。目前，小孔孔长、孔倾角、孔偏角等参数对流量系数的影响已有不少研究[1，2]，但针对同时具有孔偏角和孔倾角的小孔流量系数的研究还较少。国内方韧等[3]试验研究了结构参数对多斜孔板流量系数的影响，得出孔的排布方式、孔长度、孔倾角和孔偏角对流量系数的影响较大。国外Gritsch等[4]研究了多个参数对单个孔径为10 mm、具有复合角的多斜孔板流量系数的影响，指出主次流压比增大会增大流量系数，孔倾角和孔偏角增大会加大小孔进口处的损失，使得流量系数减小。以上研究对象的孔径都比全气膜冷却方式的孔径(直径0.5～1.0 mm)大，且试验均在主次流温度相同的条件下进行，没有考虑传热对多斜孔板流量系数的影响。针对上述不足，本文通过试验方法研究在主次流温度不同的环境下，几何参数和气动参数对具有复合角的多斜孔板流量系数的影响，为航空发动机燃烧室冷却设计提供支持，提高空气流量分配计算精度。

2 试验设备、试验件及试验状态

2.1 试验设备

图1为试验设备示意图。空气经两台鼓风机进入厂房后分为主流和次流两路，主流经气动薄膜阀、流量喷嘴、直接加温器后进入试验段；次流经气动薄膜阀和流量喷嘴后不加温直接进入试验段，再通过多斜孔板上大量的冷却小孔汇入主流，与主流一起通过气动薄膜阀排出。……