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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种利用相似原理预测高温条件综合冷却效率的方法，中低温试验条件保证与高温条件温度比、雷诺数比等参数相似；用一维耦合传热模型确定综合冷却效率的无量纲参数表达，利用经验公式得到叶片内外努塞尔数以及空气导热系数，估算换热系数比以及温升系数；根据外壁面温度分布计算壁面导热率从而计算毕渥数分布，根据各个参数数值反推气膜冷却效率η；最后根据高温边界条件与已知低温工况下的冷却效率，修正内外换热系数比、温升系数及固体毕渥数，以精确估算高温工况下的综合冷却效率。本发明利用相似原理对中低温工况下的换热系数比、温升系数、固体毕渥数等参数进行修正，提升了从中低温试验得到高温工况涡轮综合冷却效率的准确度。

主权项：1.一种利用相似原理预测高温条件综合冷却效率的方法，其特征在于具体步骤如下：步骤1：设定高温与中低温工况边界条件，其中高温边界条件为涡轮叶片真机工作环境，中低温工况保证温度比以及雷诺数比参数与高温工况一致；获得中低温工况外壁面温度分布及其对应的综合冷却效率；步骤2：利用一维耦合传热模型得到与综合冷却效率无量纲参数以及温度表达式，并且获得表达式中各参数的定义式；步骤3：首先，确定高温与中低温工况的主次流雷诺数及普朗特数；其次，根据通道对流换热经典Dittus-Boelter准则关系式，估算高温燃气及冷气对流换热努塞尔数；利用空气导热系数温度关联式，估算两工况下燃气与冷气的导热系数；最后，利用计算得到的努塞尔数与导热系数，估算试验低温工况下的内外换热系数比H以及温升系数Rc；步骤4：在外壁面上创建均匀分布的网格，将步骤1中试验工况得到的外壁面温度映射到网格中，得到各网格节点的外壁面温度；然后，根据温度与导热系数的关系计算外壁面各网格节点的导热率，最后根据主流侧毕渥数的定义式估算得出外壁面各网格节点的毕渥数；步骤5：通过低温工况综合冷却效率结果以及各个参数数值结果反推出气膜冷却效率η；步骤6：为估算高温工况下的综合冷却效率，根据高温边界条件和已知中低温工况下的综合冷却效率，计算得出修正后的内外换热系数比，温升系数以及固体毕渥数，再根据修正后的无量纲参数推算出高温工况的综合冷却效率，如此迭代计算直至误差最低值。

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