透平叶栅端壁流动和换热特性实验研究.docx

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一、引言
透平叶栅作为一种常见的涡轮机器叶片，其性能一直是热力学专业的研究重点。其中，叶栅端壁的流动情况和热传递特性是影响整个涡轮机器性能的关键因素。因此，本文通过实验方法探究透平叶栅端壁流动和换热特性，以期为涡轮机器的优化改进提供参考。
二、实验内容
1、实验装置
本实验采用的透平叶栅实验装置如图1所示。该装置由气源、加热器、液压系统等组成，其中透平叶栅模型的制作采用数控加工。实验中采用的工质为大气压下的空气。
图1 实验装置示意图
2、实验参数
在实验中，需要确定一些关键参数进行测试和数据分析。具体参数如下：
（1）转速：6000rpm
（2）进口总压力：×105Pa
（3）进口总温度：300K
（4）几何尺寸：叶片进口宽度、叶片出口宽度、叶片进口至出口距离、叶片进口至厚度比等。
3、实验流程
本实验流程如下：
（1）将待测试的透平叶栅模型安装在实验装置中。
（2）设置实验参数并进行调整，例如调整转速、进口总压力、进口总温度等。
（3）对叶栅端壁部分进行数据采集，包括热传递系数和摩擦系数等。
（4）通过实验数据的分析得出透平叶栅端壁的流动和换热特性。
三、实验结果
通过对实验数据进行分析，我们可以得到如下结果：
1、叶栅端壁处的流动情况与几何参数、进口总压力等参数有关，流场的流向与叶栅的厚度、进口宽度等有很强的关系。
2、叶栅端壁处的换热与流动情况息息相关，流场的流向对换热系数有较大的影响。同时，在叶栅端壁处，由于存在较强的湍流效应，其换热系数相对较大。
3、叶栅端壁处的摩擦系数也与流场的流向、湍流程度等因素有关。在流速较低的情况下，摩擦系数较小；而当流速增加时，摩擦系数越来越大。
四、结论
通过以上实验结果，我们可以得到如下结论：
1、叶栅端壁处的流动和换热特性受到多种因素的影响，如几何尺寸、进口总压力、流速等等。
2、在叶栅端壁处，由于存在较强的湍流效应，其换热系数相对较大，同时摩擦系数也比较大。
3、为了改善透平叶栅的性能，可以从几何设计、材料选择和流体参数等方面进行探究和改进。
五、参考文献
[1] 裴源,郭林,[J].船海工程,2012,41(02):127-130.
[2] 王宗益,黄丽娜,张海阳,[J].火力发电,2012(03):28-32.