航空發(fā)動機渦輪葉柵進口熱斑試驗技術(shù)

航空發(fā)動機燃燒室出口流場存在著明顯的溫度不均勻，其局部的最高溫度可達到最低溫度的兩倍左右，這種局部的高溫氣流被稱為“熱斑”(Hot Streak)。熱斑進入渦輪葉柵后，冷熱氣流具有不同的遷移路徑，會導(dǎo)致葉片表面出現(xiàn)局部高溫區(qū)，增加葉身熱應(yīng)力，嚴重時還會出現(xiàn)葉片局部燒蝕。因此，深入研究渦輪葉柵進口熱斑遷移特性及其主要影響因素，將有助于制定更為合理的渦輪葉片冷卻方案，從而提高渦輪的效率、可靠性及其壽命。國外在20世紀80年代就開始了熱斑現(xiàn)象的試驗研究，近年來在一些渦輪及葉柵試驗設(shè)備的改造升級、新建時，仍將渦輪進口熱斑模擬作為試驗器的一個重要功能進行考慮。與國外相比，國內(nèi)從本世紀初才逐漸開始通過跟蹤國外的一些研究成果，進行了部分數(shù)值模擬和極為有限的試驗研究，有關(guān)渦輪葉柵進口熱斑遷移及影響機理的試驗研究目前還未見公開報道。

本期《渦輪葉柵進口熱斑遷移及其影響因素研究試驗裝置設(shè)計》一文，通過熱斑模擬裝置設(shè)計、熱斑試驗葉柵周期性優(yōu)化、非金屬葉片選材及埋偶工藝研發(fā)，成功搭建了一套試驗裝置，并通過試驗驗證了該裝置可以方便地應(yīng)用于不同周向/徑向位置、湍流強度、氣膜冷卻、馬赫數(shù)等因素對渦輪葉柵進口熱斑遷移及影響機理等的研究。