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1、气膜冷却实验台设计学 院专 业班 级学 号姓 名指导教师负责教师2012 年 6 月沈阳航空航天大学毕业设计（论文）I摘 要我院要研制一高温、高流速、大流量气膜冷却综合实验台，它能确保教学的综合性和设计性需要,兼顾一定的科研实用性,在教学、科研两方面具有可拓展性,，可用于专业课程的实践教学，改善了实验教学条件，满足了专业教学的需要。该实验台主流温度常温,次流 100,主流速度达到 100 米/秒,学生试验段热流道截面42.5cm。科研试验段流道截面 2010cm。缓冲罐收缩段能使气流加速，并使流场保持良好的品质。目的任务是设计从气源到缓冲罐的冷、热流道，节流实验装置，探讨如何消音降噪等问题。关
2、键词：气膜冷却；流道；实验装置；消音降噪沈阳航空航天大学毕业设计（论文）IIDesign of Film cooling experiment platformAbstractThe hospital developed a high temperature, high velocity, the flow of gas film cooling experiment platform, it can ensure that teaching and design needs, taking into account the research practicality, and scalabi
3、lity in terms of teaching, research,can be used for the practical teaching of professional courses to improve the conditions of the experimental teaching to meet the needs of professional teaching. The experiment, the mainstream temperature at room temperature, stream 100 , the mainstream speeds of
4、up to 100 m / sec, student test section of hot runner cross section 4 2.5cm. Research and test section flow channel cross-section of 20 10cm. The buffer tank contraction can accelerate airflow, and flow field to maintain a good quality. The purpose of the task is to design from the gas source to the
5、 buffer tank of cold, hot runners, throttle experimental setup to explore the muffler noise reduction and other issues.Key words：Film cooling; flow; experiment device; muffler noise reduction沈阳航空航天大学毕业设计（论文）III目 录1 绪论 .11.1 引言 .11.2 气膜冷却的研究现状 .31.2.1 气膜冷却的概述 .31.3 本课题研究的背景及意义 .91.4 本文的主要工作 .102 综合实验
6、台结构设计 .122.1 实验系统 .122.2 电加热片的选取 .142.3 气膜冷却的初始条件和边界条件 .162.4 参数定义 .172.5 湍流模型和近壁处理 .183 气膜冷却冷却效率的结果和分析 .223.1 次孔方位角对冷却效率的影响 .223.2 吹风比对冷却效率的影响 .243.3 密度比对冷却效率的影响 .263.4 次孔方位角对温度分布的影响 .323.5 次孔方位角对下游截面冷却效率的影响 .383.6 双出口孔与圆柱孔射流冷却效率对比 .504 结论与展望 .524.1 本文结论 .524.2 对今后工作的展望 .52沈阳航空航天大学毕业设计（论文）IV参考文献 .5
7、3致 谢 .55沈阳航空航天大学毕业设计（论文）11 绪论引言作为大学专业知识教学手段,实验课是大学生培养过程中不可或缺的,学生通过实验能够达到深化理解课程内容、掌握扎实的专业知识能力然而,通常去购买成型的实验设备,资金投入大,也不一定能完全针对本专业的教学内容。目前,学校还没有气膜冷却实验装置,相关的课程、实验开课不高,学生专业知识的掌握受到制约,实践能力不强。为了提高本专业的教学质量,培养学生扎实的实践能力,提高专业教师的业务水平,本实验台要达到以下目的:尽可能设计成现行普遍应用的,尽可能涉及专业课程和教学的实验内容。实践教学作为教学过程中一个重要环节,它需要一个工程性、实践性、较强的知识
8、和能力, 并重教学环境、对学生进行严格的工程训练。 从基本技能开始,逐步向综合能力、设计能力和研究能力培养。但是, 从我校现阶段实验室的实验设备看, 设备陈旧, 测试手段落后的状况还没有真正改观, 以流体力学实验室为例:还有许多实验项目仍然是分散的、独立的, 一套仪器只能做一种实验, 设备陈旧, 测试落后, 实验手段仅用于教学的用途, 不利于创新人才的培养。为此,我们设计并建设了气膜冷却综合实验台, 该实验台采用了先进测试技术和控制技术,并结合计算机技术, 设计了计算机辅助测试系统,测试过程参数自动显示, 直观、准确、方便, 数据能够及时存储,可以在线查看实验数据, 在实验台上可以开设多个气膜冷却实验,可供学生自由选择。气膜冷却综合实验台可以作为实验课、实训课、实习、毕业设计的小基地,可解决现有实训能力不强的问题,优化了实训条件和资源,提高了教学质量,增强了学生动手能力,拓宽了专业知识面。在现代高性能燃气轮机中
