T-CSAA 41-2025 燃气涡轮发动机涡轮转子叶片综合冷效模化方法

燃气涡轮发动机涡轮转子叶片综合冷效模Modelingmethodforoverallcoolingeffectivenessofturbinebladesofgasturbineengines中国航空学会发布2 1 1 12规范性引用文件 13术语和定义 4模化流程 2 26真实工况综合冷效结果计算 3本文件依据T/CAS1.1—2017《团体标准的结构和编写指南》的有关要求编写。本文件由中国航空学会提出并归口。本文件起草单位：北京航空航天大学、中国航发湖南动力机械研究所、中国航空学会、中国航发四川燃气涡轮研究院、中国航发沈阳发动机研究所、中国航发贵阳发动机设计研究所、中国航发商用航空发动机有限责任公司。本文件起草人：李海旺、由儒全、闫仁博、张学姣、曾飞、郭文、刘松、杨德林、栗尼娜、马世岩、祁麟、李洋、陈文彬、王钦钦、谢建文、田淑青。考虑到本文件中的某些条款可能涉及专利，中国航空学会不负责对任何该类专利的鉴别。本文件首次制定。义。然而，真实发动机工况下的“三高”(高温、高压、高转速)特性难以在实验室环境中直接复现，需通过模化理论构建等效物理模型，在实验条件下开展测试并通过模化方法获得真实工况综合冷效结本文件致力于建立一套基于试验结果的综合冷效模化方1燃气涡轮发动机涡轮转子叶片综合冷效模化方法本文件规定了旋转条件下针对燃气涡轮发动机涡轮转子叶片综合冷效试验结果向真实工况综合冷效的模化流程、结果关联式修正系数求解、真实工况综合冷效结果计算等内容。本文件适用于燃气涡轮发动机涡轮转子叶片综合冷效试验结果的模化。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。HB7081-2012航空燃气涡轮发动机轴流涡轮气动性能试验方法HB20086-2012航空燃气涡轮发动机涡轮叶片综合冷却效果试验方法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。模化方法modelingmethod模化是指通过建立与真实状态相似的放大或缩小的模型进行研究的方法。综合冷效overallcoolingeffectiveness评定涡轮叶片冷却性能的参数。式中T₈——主流进口温度，单位为开尔文(K);T——涡轮叶片壁面温度，单位为开尔文(K);T。——冷气温度，单位为开尔文(K)。涡轮叶片冷效试验中，通过分析各个关键参数对冷效结果影响规律，形成的可对试验结果开展修正的结果关联式。24模化流程模化流程如图1所示。模化流程分为以下四个步骤：a)基于已有试验方法，保证叶片与真实叶片一致时，确定涡轮转子叶片模化后的试验工况参数；b)针对主流雷诺数、流量比、温比、折合转速、主流进口温度与主流进口压力，采取控制变量法分别调整四个参数中的一个，其余保持不变，每个参数调整4-10次开展试验，试验方法参照标准HB7081-2012与标准HB20086-2012,获得综合冷效结果；c)通过数值拟合得到综合冷效结果关联式中各参数的修正系数；d)通过得到的结果关联式乘以试验工况下综合冷效，得到真实工况下综合冷效数值。5结果关联式修正系数求解按公式(2)进行求解。式中：C——关联式中的常数项；(KG)”——流量比对综合冷效的修正系数；(KT)=——温比对综合冷效的修正系数；(Reg)n-m——主流雷诺数对综合冷效的修正系数；F(Kn)——折合转速多项式；——试验工况主流进口温度与设计点主流进口温度之比；——试验工况主流进口压力与设计点主流进口压力之比。流量比、温比、主流雷诺数、折合转速、主流进口温度燃气之比与主流进口压力之比均在试验中给出或可以通过其定义求出数值。修正系数求解方法为开展多次试验获得综合冷效随六个参数变化规律后，通过数值拟合方法得到n、z、n-m、a、b以及F(Kn)系数的数值，形成结果关联式。3P₈