王文三
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文采用数值模拟的方法,对比分析了1＋1/2对转涡轮四种不同的叶顶冷却布置方案对叶顶传热、冷却性能以及气动特性的影响。四种布置方案分别是：靠近压力面垂直叶顶方向、靠近压力面且与叶顶有30°出射角、中弧线位置垂直叶顶方向、中弧线位置有30°出射角。研究表明,气膜孔沿压力面布置与气膜孔沿中弧线布置相比可以降低叶顶传热系数;由于气膜孔倾斜布置气膜射流动量降低,且削弱了肾形涡的影响,气膜的侧向覆盖范围增大。因此气膜孔靠近压力面布置可以提高气膜冷却效率;气膜孔靠近压力面且有30°出射角比垂直布置叶顶热负荷减少2.7%。另外,气膜孔靠近压力面布置可以降低主流的泄漏流量,有利于减小泄漏损失和提高涡轮效率。
关键词:
气膜冷却
,
动叶叶顶
,
传热系数
,
冷却效率
杨成凤
,
张靖周
,
陈利强
,
吴世勋
工程热物理学报
为了研究前缘突脊结构对气膜冷却的影响规律,设计了3种不同堵塞比的突脊模型,研究了气膜冷却效率随吹风比、堵塞比的变化规律.研究结果表明,与典型的圆柱型气膜孔相比,前缘突脊的存在大大提高了气膜冷却效率;前缘突脊在大吹风比下的作用更加明显;研究范围内存在最佳堵塞比.
关键词:
气膜冷却
,
冷却效率
,
突片
,
突脊
林智荣
,
袁新
工程热物理学报
为了能够准确地对透平叶栅气膜冷却效率进行数值预测,本文采用了FNM形式的结构化网格,对一个平面叶栅中的气膜冷却流场进行了数值模拟.计算中采用了包括LU-SGS-GE隐式格式和改良型高精度、高分辨率的MUSCL TVD格式的时间推进算法求解三维RANS方程以及低Reynolds数q-ω双方程湍流模型.计算结果表明本文采用的模型及方法在低吹风比的条件下可以较准确地对气膜冷却效率进行数值预测.
关键词:
气膜冷却
,
数值模拟
,
冷气射流
,
燃气透平
陆犇
,
姜培学
工程热物理学报
本文对不带肋和带45°肋气膜冷却平板的三维对流换热与导热耦合传热问题进行了数值模拟.网格划分采用非结构化网格,湍流模型为SSTk-ω模型,近壁处采用壁面函数法,采用SIMPLEC算法求解速度和压力的耦合.计算获得了不带肋和带45°肋气膜冷却平板的流场分布和平板内外表面的换热系数值.结果表明带45°肋的气膜冷却平板通道流场结构比较复杂,平板表面平均温度较无肋气膜冷却平板表面平均温度下降,而在近气膜孔区域冷、热表面平均换热系数较无肋时增大.
关键词:
气膜冷却
,
肋
,
温度
,
换热系数
,
数值模拟
王开
,
徐国强
,
陶智
,
孙纪宁
工程热物理学报
通过数值模拟的方法,研究了涡轮叶片弦中区所采用的新型双层腔冷却结构的冷却特性,系统分析了冲击与气膜组合冷却的流动与换热特性,讨论了冷气进口雷诺数Re、吹风比M以及进气方式对组合冷却效果的影响.计算参数范围是:冷气进口雷诺数Re=2000～5000,吹风比M=0.6～2.0.计算结果表明:冷气进口雷诺数、吹风比以及冷气的进气方式对组合冷却效果均有很大影响.(1)冷气进口雷诺数越高、吹风比越大,组合冷却效果越好.(2)反向进气时的组合冷却效果明显好于正向进气时的组合冷却效果.
关键词:
冲击冷却
,
气膜冷却
,
换热
,
冷却效果
李国庆
,
朱俊强
工程热物理学报
通过数值模拟的方法,揭示了整级涡轮叶片在旋转状态F的气膜冷却特性.计算采用六面体结构化网格,湍流模型选用k-ε两方程模型.计算中,主流进口雷诺数为7.7×104,旋转数分别为2.092,2.324和2.448,吹风比分别为0.5、1.0、1.5和2.0,冷却工质采用空气,对应射流主流密度比为1.03.计算结果与之前的实验结果进行了比较,并着重分析了旋转附加力的作用机理.结果表明:压力面上,气膜轨迹向高半径方向偏转,其偏转程度随吹风比的增大而减弱,随旋转数的增大而加强;气膜覆盖面积和冷却效率随吹风比的增大而增大,随旋转数的增大而减小.
关键词:
气膜冷却
,
旋转
,
涡轮叶片
,
冷却效率
张扬
,
袁新
工程热物理学报
本文中的实验在高压涡轮进口导叶平面叶栅中完成，叶栅端壁前缘开有模拟燃烧室涡轮连接处的缝隙。实验中采用GE-E^3高压涡轮进口导叶作为研究对象，缝隙与端壁表面夹角为30°。进口雷诺数（基于叶片轴向弦长和进口气流速度）为3．5×10^5，进口马赫数为0．1，泄漏流流量比为0．5％和2，0％。气膜有效度通过压力敏感漆（Pressure Sensitive Paint，PSP）进行测量。实验结果表明随泄漏流流量比的增加，端壁表面的平均气膜有效度有所增加；当来流攻角从i=＋10。变化至i=-10°时，叶片前缘吸力面附近的端壁气膜有效度降低，但在整个端壁表面气膜有效度对攻角变化并不敏感。
关键词:
气膜冷却
,
端壁
,
压力敏感漆
,
泄漏流
,
攻角
李佳
,
韩昌
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
为改善燃气轮机高温透平叶片的设计,使用压力敏感漆实验技术和数值方法对平板气膜冷却进行对比研究,分析了0°、45°和90°复合角时,有无横槽结构对圆孔气膜冷却的影响.结果表明有复合角时横槽结构能显著提高气膜冷却效率,因为横槽壁对射流形成阻碍作用,在横槽内形成侧向涡,加强了由复合角引起的射流侧向动量.
关键词:
气膜冷却
,
压力敏感漆
,
横槽
,
复合角
,
吹风比
张惠
,
王会社
,
徐建中
,
赵晓路
工程热物理学报
对1+1/2对转涡轮高压动叶设计了冷却方案,在高压动叶前缘滞止线,压力面和吸力面分别开设了冷却孔,并对冷却方案进行了三维数值模拟.为了研究变工况下,高压动叶气膜冷却性能,对三种典型的工况进行了详细的数值模拟.研究了不同转速对高压动叶前缘冷却效果的影响,以及吹风比对高压动叶前缘气膜冷却效果的影响;给出了前缘、压力面、吸力面冷气射流的流动特征;分析了冷气喷射对高压动叶型面马赫数,型面压力的影响.最后探讨了高压动叶吸力面后部70%轴向弦长处冷气喷射对高压动叶通道内波系结构的影响.
关键词:
气膜冷却
,
变工况
,
1+1/2对转涡轮高压动叶
,
吹风比
,
数值模拟
邹歆
,
袁新
工程热物理学报
本文采用流热耦合的数值计算方法,对某高温平板气膜冷却实验台试验段进行了数值模拟,主要研究内容包括:数值预测热障涂层对超级合金平板的热保护作用、主流加入水蒸气后对气膜冷却效果的影响以及平板内部温度沿板厚方向分布的特点.通过对数值模拟结果的分析发现,热障涂层能够有效地保护超级合金平板表面;主流加入水蒸气后气膜冷却效率会降低.此外,在射流孔附近区域,平板内部温度沿板厚方向的分布是非线性的,越远离射流孔,该温度分布越接近线性.
关键词:
流热耦合
,
气膜冷却
,
TBC涂层
,
含水蒸气
