钛合金叶片燃烧后冷却过程的三维热流耦合数值模拟

作     者：梁贤烨 弭光宝 李培杰 曹京霞 黄旭 LIANG Xian-ye;MI Guang-bao;LI Pei-jie;CAO Jing-xia;HUANG Xu

作者机构：清华大学新材料国际研发中心北京100084 中国航发北京航空材料研究院先进钛合金航空科技重点实验室北京100095 北京市石墨烯及应用工程技术研究中心北京100095 

基　　金：国家自然科学基金项目(51471155) 中国航发创新基金项目(2014E62149R) 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2018年第46卷第10期

页      码：37-46页

摘      要：为了理解航空发动机钛火发生后叶片的冷却过程,采用有限元方法结合ROTOR37转子模型,分别对550℃阻燃钛合金(TF550钛合金)和600℃高温钛合金(TA29钛合金)燃烧后压气机通道内温度场、流场进行数值模拟研究。结果表明:相对马赫数对于压气机通道内叶片散热有一定的影响,其中叶尖燃烧区域在0.7~1的低马赫数区域散热能力最佳;相对于前缘燃烧区域,叶尖燃烧区域的冷却过程更为复杂,且冷却速率比前缘燃烧区域低一个数量级;在叶尖燃烧区域内,TF550钛合金和TA29钛合金的冷却温度差异比较显著,在1000~2500K温度区间内的差别最大,前者比后者低100K以上,在300~500K温度区间内前者比后者低30K以内;叶尖燃烧区域流场的温度畸变会增加喘振的剧烈程度,设计叶片时应充分考虑燃烧对喘振裕度的影响。

主 题 词：钛燃烧 冷却 三维热流耦合 数值模拟 航空发动机 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.11868/j.issn.1001-4381.2018.000182

馆 藏 号：203376034...