本书是燃气轮机传热相关图书中第一部着重关注燃气轮机叶片射流冲击冷却的专著，收集了最新的研究成果，其中包括未公开发表的研究结果，主题范围涵盖从冲击冷却的基本原理到其在真实燃气轮机叶片上的应用等各个方面。本书描述了一系列已经被发展的或正在被研究的先进冷却技术，内容涉及典型冲击冷却结构实例及其局限性与影响因素、阵列冲击冷却、冲击冷却在火焰筒背侧冷却上的应用、冲击与发散复合冷却、冲击射流和壁面射流的流动控制
、旋转射流冲击传热以及肋强化二维射流和圆形射流冷却等有关冲击冷却各个方面的最新进展，并详细介绍了有关冲击冷却的理论分析、试验和数值计算等研究方法。本书主要面向国防工业科研院所、高等院校从事燃气轮机/航空发动机高效冷却结构设计、研发、试验以及计算等方面的科技人员，也可作为高等院校能源与动力工程等相应专业的研究生教材。
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第1章 燃气轮机冲击冷却：设计、应用及局限性 11.1 引言 1
1.2 应用 51.2.1 单一射流冲击冷却 5
1.2.2 单列射流冲击 7
1.2.3 前缘冷却 7
1.2.4 尾缘冷却 8
1.2.5 表面阵列射流冲击 8
1.2.6 内外流路冷却 9
1.2.7 转盘冲击 10
1.2.8 旋转冷却通道内冲击 11
1.2.9 受限通道冲击 12
1.2.10 任意粗糙网纹表面冲击 12
1.2.11 叶顶内部冷却 14
1.2.12 燃烧室冷却 15
1.2.13 闭式冲击冷却 16
1.2.14 复合冲击气膜冷却 17
1.3 局限性 18
1.4 总结 21
符号说明 21
参考文献 21
第2章 单、双出口流动及不同冲击距条件下射流冲击冷却 252.1 引言 25
2.2 阵列射流冷却 26
2.3 湍流模型 282.3.1 SST模型 28
2.3.2 V2F模型 28
2.4 结果与讨论 292.4.1 单出口流动情形 29
2.4.2 双出口流动情形 41
2.4.3 非圆形孔 48
2.4.4 错位阵列 49
2.5 总结 49
致谢 49
参考文献 49
第3章 阵列冲击冷却的最新进展 513.1 引言 51
3.2 试验装置与操作规程 543.2.1 气流冲击设施与阵列冲击板 54
3.2.2 流量系数测量与确定 57
3.2.3 局部恢复系数测量 57
3.2.4 局部努塞尔数测量 57
3.3 试验结果与讨论 593.3.1 横流与射流速度比和流量系数 59
3.3.2 雷诺数和马赫数对阵列冲击传热的独立影响 59
3.3.3 温比对阵列冲击传热的影响 65
3.3.4 孔间距对阵列冲击传热的影响 68
3.3.5 射流与靶面间距对阵列冲击传热的影响 73
3.4 总结与讨论 75
致谢 77
符号说明 77
希腊符号 78
参考文献 79
第4章 燃烧室火焰筒背侧冲击冷却 824.1 引言 82
4.2 背景 83
4.3 射流冲击冷却 844.3.1 初始横流的影响 89
4.3.2 燃烧室火焰筒的冲击冷却 90
4.4 结论 98
参考文献 99
第5章 燃气轮机冲击/发散冷却方法 1005.1 引言 100
5.2 冲击/发散冷却传热 1025.2.1 冲击/发散冷却原理 102
5.2.2 冲击射流与冲击/发散冷却的对比 103
5.3 冲击/发散冷却的主要变量 1055.3.1 孔型及其布置的影响 105
5.3.2 板距的影响 108
5.3.3 雷诺数的影响 110
5.3.4 表面曲率的影响 113
5.3.5 横流的影响 115
5.3.6 表面处理的影响 119
参考文献 125
第6章 冲击射流和壁面射流的流动控制 1276.1 冲击射流的流动控制简介 127
6.2 射流冲击的被动控制 1276.2.1 喷嘴被动控制 128
6.2.2 靶面被动控制 136
6.3 射流冲击的主动控制 1396.3.1 喷嘴主动控制 139
6.3.2 靶面主动流动控制 142
6.4 总结 142
参考文献 142
第7章 旋转射流冲击传热的数值模拟 1477.1 引言 147
7.2 控制方程 150
7.3 数值方法 1517.3.1 湍流与湍流模拟 151
7.4 结果与讨论 1527.4.1 基本测试算例——旋流的物理影响解释 152
7.4.2 湍流旋转射流冲击 154
7.4.3 计算与Bilen等^[33]试验的对比 155
7.4.4 计算与Huang和EI-Genk^[35]试验的对比 157
7.5 结论 157
致谢 158
符号说明 158
希腊符号 158
下标 159
参考文献 159
第8章 带肋靶面射流冲击冷却的强化传热试验与数值研究 1618.1 引言 161
8.2 试验研究 1628.2.1 二维射流喷嘴的传热试验 162
8.2.2 圆形射流喷嘴的传热试验 163
8.2.3 萘升华法 164
8.2.4 结果与讨论 165
8.3 数值研究 1728.3.1 肋强化二维射流冲击传热 172
8.3.2 圆形肋强化射流冲击传热 178
8.4 总结 182
参考文献 182
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