什么是薄膜冷却?

[拼音]：bomo lengque

[外文]：film cooling

通过壁面上冷却薄膜的质量传递。薄膜冷却是使固体壁面免遭高温气流破坏的冷却技术，是一种传质冷却。

把温度较低的气体冷却剂通过切向缝隙输送到需要热防护的壁面上，沿着高温气流的流向形成薄膜 (图中a)。这层薄膜把固体壁面与高温气流隔离开来，从而防止壁面因直接接触高温气流而超温损坏。冷却剂自缝隙喷出以后，与高温气流汇合并逐步掺混，气冷薄膜的隔热作用也随之逐步消失。因此薄膜冷却的有效作用距离是有限的。如果要延长冷却距离，就需要接力式地在下游再添加冷却剂喷射缝隙（图中b）。整个壁面基本上被分段气冷薄膜有效覆盖的冷却称为全气膜冷却。它是一种与理想冷却方案──发散冷却相近似，而又现实可行的冷却技术。当结构上受限制而无法设置缝隙时（见燃气透平），常采用点阵式排列的许多倾斜小孔来喷射冷却剂。对于切向缝隙，加大冷却剂的喷射速度和流量通常都会提高冷却效果，但是对于小孔喷射则复杂一些，因为小孔轴线与壁面或倾斜、或垂直，冷却剂的喷射速度达到一定值以后，它将穿透薄膜而直接进入高温气流。不但不能形成隔热气膜，反而可能因为增强扰动、促进掺混而降低冷却效果。

薄膜冷却有效地应用于燃气轮机的燃烧室和透平叶片等高温零部件，以及其他需要热防护的新设备上（如等离子喷q）。由于气冷薄膜的流动情况比较复杂，薄膜冷却技术的设计计算基本上依赖于由实验方法得到的经验公式。