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随着高效节能发动机的发展，叶尖间隙主动控制系统将在未来的发动机性能设计中占有越来越重要的地位。本文以某型发动机低压涡轮叶片叶尖间隙主动控制系统典型结构——涡轮机匣及外置冷却空气管为研究对象，对冷却空气管内的流动特性和机匣表面的换热特性进行试验研究，重点分析了出口面积比M,孔间距比L/d、冲击间距比H/d及进口雷诺数Re等因素对冷却空气管内冷却空气孔流量分配以及流量系数分布规律的影响，研究了机匣表面的换热特性随进口雷诺数Re，孔间距比L/d以及冲击间距H的变化规律。 论文首先针对冷却空气管内部流动特性开展了试验研究。针对一端进气、多个冲击小孔出流的冷却空气管，采用了流动参数分段平均的方法，结合正交试验法设计并完成了试验。试验结果表明，冷却空气管上冲击孔沿周向流量分配并不均匀，总体呈现出随着远离进口位置，冷却冲击孔流量逐渐增大的趋势。在众多影响因素中，进出口面积比M对冷却孔流量系数Cd的影响最大。主要表现在，当M值小于1时，管内冷却空气孔周向上存在明显的分布不均的情况，而随着M的增大，管内分布不均得到改善，当M增大到2以上后，管内流量系数分布不均匀的现象基本消失。研究中同时发现，进口Re对冷却空气管内部冷却孔的流量系数影响非常微弱。 在此基础上，本文还针对冷却空气冲击机匣表面换热特性开展了试验研究。试验中通过改变冷却空气管内气体流量（Re=35000～65000）、冲击间距（H/d=3.0～5.9）和孔间距比（L/d=2～2.8）研究了机匣表面不同位置的换热特性。研究结果表明:由于冷却管内冷却冲击孔的周向流量分布随着远离冷却管进口位置而逐步增加，导致机匣表面的局部Nu数也是随着远离冷却管进口位置而逐渐增大;冷却管进口Re数对机匣表面换热特性有很大的影响，表现出随着Re数的增加，机匣表面局部和平均Nu均相应增加;随着H/d和L/d的降低，机匣试验件表面的局部Nu数及平均Nu数均逐渐增加。