韩乐，常海萍，丁阳，孙启超，徐磊

（南京航空航天大学能源与动力学院，南京 210016）

填充比对层板结构换热特性影响规律研究

韩乐，常海萍，丁阳，孙启超，徐磊

（南京航空航天大学能源与动力学院，南京 210016）

韩乐（1986），男，在读博士研究生，研究方向为传热与传质。

针对3种层板冷却结构，通过改变填充比得到了其冷却效率。数值模拟和计算分析发现，随着填充比的增大，绕流柱面及靶面的对流换热能力变化很大，进气板面及进出气孔壁的对流换热能力变化较小，层板结构的冷却效率单调增大。试验结果表明：在层板设计中，应适当增大填充比来获得较优的换热特性。

层板；填充比；换热特性；冷却效率；数值模拟；试验验证

0 引言

作为1种新型冷却技术，层板冷却具有冷气消耗量少、冷却效率高等优点，是目前国内外航空发动机高温部件冷却方式的研究热点。冷气在层板内部的细小通道内流过并吸收热量，然后从气膜孔流出。层板内部有很大的换热面积，细小通道内有很高的换热系数。层板冷却集气膜、冲击和对流冷却形式于一身，可以承受更高的工作温度，增大温度裕度。填充比是影响层板冷却结构换热特性的重要参数，是影响层板换热的关键因素之一。

本文通过数值模拟和计算分析，开展了填充比对层板换热特性影响的数值研究。

1 数值模拟

1.1 物理模型和计算网格

以圆型绕流柱为例，流体由进气孔进入，出气孔流出，出气板下表面为加热面，如图1所示。……