钛合金叶片燃烧后冷却过程的三维热流耦合数值模拟

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.

关键词：钛燃烧、冷却、三维热流耦合、数值模拟、航空发动机

所属期刊栏目：46

分类号：TG146.2(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目51471155;中国航发创新基金项目2014E62149R

在线出版日期：2018-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：37-46