本文在二维平面篦齿试验台的基础上,利用试验研究与数值计算相结合,对台阶篦齿进行了几何参数和气动参数影响下的篦齿流动特性研究。结果表明,流量系数随压比的增大而增大;在低雷诺数范围,流量系数随雷诺数的增大而增大,在高雷诺数范围,流量系数随雷诺数增大基本不变。齿数研究中,随着齿数增多,流量系数减小。齿顶间隙研究中,随着齿顶间隙的增大,流量系数减小。

封严装置是航空发动机空气系统必不可少的元件,一定程度上影响着发动机的整体性能。本文对直通篦齿进行了几何参数和气动参数影响下的篦齿封严特性研究,并对试验数据进行数据拟合分析,研究了齿顶间隙、压比和雷诺数对流量系数的影响。结果表明,齿顶间隙影响最大,其次是压比,雷诺数影响最小。

封严篦齿作为航空发动机中常见的密封结构,其密封特性与篦齿的几何尺寸有关,基于正交法对带有逆向射流的直通道封严篦齿进行数值模拟分析,研究发现,篦齿齿腔宽度、齿顶间隙、射流宽度是影响篦齿密封特性的主要因素,射流位置则对密封特性影响较小。

自行设计了吸气式篦齿换热风洞并对篦齿腔内部旋涡分布及流场和篦齿顶板换热特性进行了详细的研究。测出了在不同雷诺数和齿隙比篦齿腔中旋涡分布和顶板换热规律。从机理上分析了雷诺数和齿隙比对篦齿腔内流动旋涡分布及顶板表面局部换热规律的影响。