压力面小叶片对超低比转速离心泵内流特性的影响 被引量：2

1

作者 侯哲伟 倪君辉 +2 位作者 杨丹飞 付卓刚 张舜琦 《机电工程》 北大核心 2025年第4期798-806,共9页

针对超低比转速离心泵的压力脉动问题,提出了一种在叶轮叶片压力面布置小叶片以抑制压力脉动的方法,通过数值计算和外特性试验,研究了小叶片对超低比转速离内流特性的影响。首先,基于一台超低比转速离心泵,建立了其三维模型,并设计了离... 针对超低比转速离心泵的压力脉动问题,提出了一种在叶轮叶片压力面布置小叶片以抑制压力脉动的方法,通过数值计算和外特性试验,研究了小叶片对超低比转速离内流特性的影响。首先,基于一台超低比转速离心泵,建立了其三维模型,并设计了离心泵压力面的小叶片结构;然后,使用Fluent软件,分别对原模型与小叶片模型(增加了压力面的小叶片结构)进行了网格划分与计算,设置了边界条件,并进行了求解,验证了上述模型的精度;最后,分析了原模型与小叶片模型的叶轮内速度分布、叶轮出口速度分布,以及蜗壳内的速度分布、湍动能分布与压力脉动。研究结果表明:小叶片对离心泵外特性影响较小;采用小叶片改善了速度(在设计工况时)叶轮出口处和蜗壳内的分布,降低了湍动能在蜗壳内的分布,在一个叶片通过周期内最大降幅达到27.1%;在设计工况下,叶片通过频率占据主导地位,采用压力面小叶片能够有效抑制隔舌处的压力脉动,隔舌处压力脉动峰值下降了14.6%。该研究可为超低比转速离心泵压力脉动的抑制提供参考。 展开更多

关键词 叶片式泵 超低比转速离心泵 压力脉动抑制 叶轮叶片压力面小叶片 湍动能分布 速度分布 外特性试验

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半开式单叶片螺旋离心泵叶轮内部压力脉动研究 被引量：4

2

作者 陈斌 张华 +2 位作者 李国锋 王震 王强 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期73-77,90,共6页

半开式单叶片螺旋离心泵由于叶轮结构不对称、叶轮与蜗壳之间的动静耦合作用以及叶顶间隙泄漏等因素的共同作用,泵内部伴随着很强的压力脉动效应,不利于机组的安全运行。针对比转数ns为237的半开式单叶片螺旋离心泵,以CCM+为仿真平台,... 半开式单叶片螺旋离心泵由于叶轮结构不对称、叶轮与蜗壳之间的动静耦合作用以及叶顶间隙泄漏等因素的共同作用,泵内部伴随着很强的压力脉动效应,不利于机组的安全运行。针对比转数ns为237的半开式单叶片螺旋离心泵,以CCM+为仿真平台,采用多面体网格划分计算区域,进行全流场定常/非定常数值计算,监测叶轮叶片进口附近及叶片中部区域的压力脉动。结果表明:数值计算监测得到的压力脉动趋势与试验结果基本一致,但在监测点位置刚好离开叶片吸力面一定距离,并与同一轴向高度处叶片压力面具有较大圆周距离范围内时,数值计算得到的压力波动变化趋势与试验结果存在一定差异。结合数值计算得到的监测点附近压力云图分析发现,当叶片压力面逼近监测点时,压力达到最大值,并在叶片圆周厚度1/3处时,压力达到最小值。另外,从压力最低点到压力最高点范围内,2个监测点位置在5个工况下,压力波动均呈现出3种斜率变化。 展开更多

关键词 半开式单叶片螺旋离心泵 叶轮 多面体网格 压力脉动 非定常数值计算

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数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面的研究 被引量：8

3

作者 干为民 徐家文 刘延禄 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期24-26,共3页

为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题 ,进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究。根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点 ,在分析了数控展成电解磨床的结构与运动的基础上 ,介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制... 为解决整体叶轮叶片型面的精加工难题 ,进行了五轴联动数控展成电解磨削的基础研究。根据数控展成电解磨削整体叶轮叶片型面这一加工方法的特点 ,在分析了数控展成电解磨床的结构与运动的基础上 ,介绍了经济型多轴数控系统及其联动控制方法 ,建立了电解磨削非平行直纹展成曲面的数学模型 ,开发了五轴联动数控展成电解磨削自动数控编程系统 ,对航空发动机整体叶轮的叶片型面进行了电解磨削的工艺试验。结果表明 ,数控展成电解磨削工艺的加工精度和表面粗糙度可满足整体叶轮的技术要求。 展开更多

关键词 数控展成电解磨削 整体叶轮 叶片型面

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整体叶轮叶片型面的精密展成电解加工 被引量：3

4

作者 康敏 徐家文 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2002年第6期35-36,共2页

介绍采用四轴联动方式精密展成电解加工整体叶轮叶片型面的实现方法,并针对某航空发动机上的一整体叶轮进行了叶片型面的精加工试验,取得了良好的试验结果。

关键词 叶片型面 整体叶轮 展成电解加工 数控加工 航空发动机

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叶轮机械叶片故障的叶间动态压力诊断法

5

作者 孙红岩 谢志江 陈平 《动力工程》 CSCD 北大核心 2005年第3期324-324,共1页

提出了叶轮机械叶片故障诊断的一种新方法——叶间动态压力诊断法，采用安装在外壳上的动态压力传感器非接触测量旋转叶片间流体的动态压力信号，通过分析该信号的时域波形、频谱和对数差谱，可获取叶片故障信息。实验证明该诊断方法是... 提出了叶轮机械叶片故障诊断的一种新方法——叶间动态压力诊断法，采用安装在外壳上的动态压力传感器非接触测量旋转叶片间流体的动态压力信号，通过分析该信号的时域波形、频谱和对数差谱，可获取叶片故障信息。实验证明该诊断方法是正确、有效的。 展开更多

关键词 叶轮机械 叶片 故障诊断 叶间动态压力诊断法

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离心式三元叶轮叶片可展面造型规律的研究 被引量：2

6

作者 高淑敏 王明德 王宜义 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第3期33-39,共7页

针对钣料柱面叶片无法满足气动设计所规定的扭曲规律的要求和一般三元叶片加工复杂性的问题,本文提出了一种新的叶片造型方法:首先从S_2流面反命题的一组方程出发,进行三元叶片设计。然后,采用满足一条流线加载,其余加载流线用可展面进... 针对钣料柱面叶片无法满足气动设计所规定的扭曲规律的要求和一般三元叶片加工复杂性的问题,本文提出了一种新的叶片造型方法:首先从S_2流面反命题的一组方程出发,进行三元叶片设计。然后,采用满足一条流线加载,其余加载流线用可展面进行最小二乘逼近的方法,将三元叶片面变成可展叶片面。为了验证新型面的气动性能,对其进行了性能实验,实验表明,气动性能是优良的。该设计方法具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 叶轮机械 叶片 可展面 造型规律

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离心式叶轮三元可展面叶片解析展开法及叶片型面模成型方法

7

作者 高淑敏 王明德 王宜义 《流体工程》 CSCD 北大核心 1989年第5期14-18,共5页

本文从可展面的特点出发,提出了有关可展面叶片与轮盖、轮盘回转面相贯线的准确解法;可展面叶片展成平面的方法及简单易行的型面模成型方法,并且通过模型机的制造过程,验证了求解方法的正确及模型机制造的经济性。

关键词 叶轮 叶片 离心式 型面模

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导叶叶片数对多级离心泵压力脉动的影响 被引量：10

8

作者 马新华 冯琦 +2 位作者 蒋小平 王伟 陆伟刚 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期665-671,共7页

为了研究叶轮叶片数与导叶叶片数有无最大公约数对多级离心泵内部压力脉动的影响,在保证设计点外特性基本不变的前提下设计了4种不同叶片数的导叶,基于标准k-ε方程,应用CFX软件对M120多级离心泵的设计点工况进行定常和非定常计算,得到... 为了研究叶轮叶片数与导叶叶片数有无最大公约数对多级离心泵内部压力脉动的影响,在保证设计点外特性基本不变的前提下设计了4种不同叶片数的导叶,基于标准k-ε方程,应用CFX软件对M120多级离心泵的设计点工况进行定常和非定常计算,得到次级泵体叶轮和导叶内各监测点的压力脉动时域图和频域图.结果表明:数值模拟结果与外特性试验结果相吻合,证实了数值模拟的可行性.叶轮与导叶叶片数存在最大公约数的匹配方式对多级离心泵内部静压分布有影响,主要表现为正导叶进口边周向压力分布呈现周期性分布规律.导叶内部压力脉动主要受叶轮叶片数的影响,叶频在流动诱导振动中起主导作用.导叶叶片数对多级离心泵内部压力脉动影响较大,导叶内部压力脉动幅值随导叶叶片数的增加而增大. 展开更多

关键词 导叶叶片数 多级离心泵 压力脉动 叶轮口环 压力分布

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叶片厚度分布对超窄流道离心叶轮性能的影响 被引量：14

9

作者 王晓锋 席光 王尚锦 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第9期975-979,共5页

研究了石化生产中使用的某出口相对宽度仅为0 0092的13级离心压缩机的末级叶轮.分别用等厚度、零厚度以及C4翼型的叶片构造叶轮,并进行计算流体动力学分析.计算分析发现:C4叶轮内部流动状况在小流量范围内最好;零厚度叶轮在大流量区效... 研究了石化生产中使用的某出口相对宽度仅为0 0092的13级离心压缩机的末级叶轮.分别用等厚度、零厚度以及C4翼型的叶片构造叶轮,并进行计算流体动力学分析.计算分析发现:C4叶轮内部流动状况在小流量范围内最好;零厚度叶轮在大流量区效率最高;在设计工况下,C4叶轮的效率较原始等厚叶轮高1%.结合上述叶片的特点并考虑到加工的方便性和强度要求,以叶片厚度分布为设计变量,用响应面方法进行了优化设计.优化后叶轮的总体性能高于原始叶轮,在大流量区,优化叶轮的性能高于C4翼型叶轮. 展开更多

关键词 叶片厚度 小流量 离心压缩机叶轮 响应面方法

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基于自由曲面变形方法的离心泵叶片载荷优化 被引量：10

10

作者 张人会 樊家成 +1 位作者 杨军虎 李仁年 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期38-43,共6页

针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空... 针对传统离心泵叶片反问题及其优化难以进行,提出了基于载荷驱动的离心泵叶片自由曲面变形反问题方法,构建了更为稳定有效的晶格变形函数。根据离心泵叶片载荷分布特征采用多段样条曲线对离心泵叶片的载荷进行参数化控制,在控制变量空间进行试验设计,采用响应面方法对叶片载荷分布规律进行优化研究,得到了离心泵叶片载荷分布规律与对应的叶片形状及叶片水力性能间的关系,得到了低比转速离心泵叶片理想的载荷分布规律。算例优化结果表明:提出的离心泵叶轮叶片载荷优化理论及方法是可行的。 展开更多

关键词 离心泵 叶轮 叶片 反问题 自由曲面变形 响应面

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叶轮机械叶片故障的叶间状态参数诊断法 被引量：3

11

作者 谢志江 唐一科 韩治华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第13期1081-1084,共4页

提出了叶轮机械叶片故障的叶间状态参数诊断法 ,该方法采用安装在叶轮机械外壳上的传感器非接触测量旋转叶片之间的动态物理参数(即叶间状态参数 ) ,通过分析叶间状态参数 ,可获取叶片振动和叶片故障的信息。实验表明该诊断方法正确。

关键词 叶轮机械 叶片故障 叶间状态参数 动态间距 动态压力

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基于叶片扭角分析的整体叶轮展成电解加工运动设计 被引量：1

12

作者 吴锐 徐家文 +1 位作者 赵建社 吴建民 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期140-144,共5页

为提高展成电解加工整体叶轮叶片型面的加工精度和阴极运动设计的效率,以直纹面叶轮为例,研究了叶片扭角对展成电解加工的影响,提出对叶片型值点拟合曲线作法向偏置、以偏置曲线生成的特征点为依据进行展成运动轨迹设计、并根据工艺试... 为提高展成电解加工整体叶轮叶片型面的加工精度和阴极运动设计的效率,以直纹面叶轮为例,研究了叶片扭角对展成电解加工的影响,提出对叶片型值点拟合曲线作法向偏置、以偏置曲线生成的特征点为依据进行展成运动轨迹设计、并根据工艺试验确定工具阴极运动参数的展成运动设计方法,从而消除叶片扭角对加工精度的不利影响.实例表明,采用该方法可以快速有效地进行整体叶轮叶片型面展成电解加工的阴极运动设计,并可提高加工精度. 展开更多

关键词 展成电解加工 整体叶轮 叶片型面 扭角 运动设计

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扭曲叶片离心泵叶轮内三维湍流数值模拟 被引量：12

13

作者 付强 朱荣生 李维斌 《排灌机械》 2005年第3期14-16,共3页

为提高离心泵的优化设计水平,介绍了计算的控制方程和叶轮通道网格划分方法,采用压强连接的隐式修正SIMPLEC算法,结合雷诺平均法的RNGκ-ε模型和壁面函数法,应用商业CFD软件FLUENT,对叶轮内部的三维湍流流动进行了计算。分析了具有扭... 为提高离心泵的优化设计水平,介绍了计算的控制方程和叶轮通道网格划分方法,采用压强连接的隐式修正SIMPLEC算法,结合雷诺平均法的RNGκ-ε模型和壁面函数法,应用商业CFD软件FLUENT,对叶轮内部的三维湍流流动进行了计算。分析了具有扭曲叶片的离心泵叶轮叶型对流速分布、压力分布和泵性能的影响,揭示了叶轮内流动规律。 展开更多

关键词 离心泵叶轮 扭曲叶片 湍流数值模拟 RNGκ-ε模型 FLUENT 三维湍流流动 壁面函数法 CFD软件 设计水平 划分方法 控制方程 流速分布 压力分布 流动规律 平均法 泵性能 计算

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车用涡轮增压器可展直纹面叶片设计方法研究 被引量：3

14

作者 张虹 马朝臣 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期58-62,共5页

针对车用涡轮增压器压气机叶轮,研究利用可展直纹面构造叶片曲面方程的方法。首先通过对B啨zier直纹面叶片设计特点和加工特点的分析,提出利用可展直纹面构造叶片曲面的概念,推导可展直纹面定义叶片表面的条件,在此基础上,进一步提出构... 针对车用涡轮增压器压气机叶轮,研究利用可展直纹面构造叶片曲面方程的方法。首先通过对B啨zier直纹面叶片设计特点和加工特点的分析,提出利用可展直纹面构造叶片曲面的概念,推导可展直纹面定义叶片表面的条件,在此基础上,进一步提出构造偏移可展直纹面来形成叶片的吸力面和压力面的新方法,推导出偏移可展直纹面叶片的曲面方程,实现可展直纹面叶片的设计。 展开更多

关键词 车用涡轮增压器 压气机叶轮 可展直纹面叶片

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分流叶片对高速井泵压力脉动的影响

15

作者 吴国桥 张井超 +2 位作者 蒋小平 王莉 王鑫伟 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期346-352,共7页

针对高速井泵采用分流叶片设计带来的稳定性问题,运用Creo3.0软件建立了叶轮、导叶等关键零件的三维模型;在CFX数值模拟数据与外特性试验数据吻合较好的基础上,将分流叶片的进口直径d1与叶轮外径D2的比值定义为一个表达分流叶片综合特... 针对高速井泵采用分流叶片设计带来的稳定性问题,运用Creo3.0软件建立了叶轮、导叶等关键零件的三维模型;在CFX数值模拟数据与外特性试验数据吻合较好的基础上,将分流叶片的进口直径d1与叶轮外径D2的比值定义为一个表达分流叶片综合特性参数的量纲一化系数σ.σ分别取值0.60,0.62,0.65,设计分流叶片长短不同的3个叶轮方案,且对各方案的动静干涉区域进行了详细的压力脉动数值模拟计算及分析.结果表明:压力脉动幅值大小与监测点和交界面的径向距离有关,径向距离越大,压力脉动幅值越小;各监测点压力脉动随分流叶片长度的减小逐渐减弱,当分流叶片长度减小到某一临界值以后,压力脉动基本保持不变;当σ=0.62时,压力脉动幅值较小,脉动周期清晰;除中流线上的监测点以外,各监测点压力脉动主频受叶轮叶频的影响较大,分流叶片对中流线上监测点的压力脉动影响较大. 展开更多

关键词 高速井泵 压力脉动 分流叶片 数值模拟 叶轮

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叶片前缘对吸力面边界层3维流动影响分析 被引量：1

16

作者 李乐 刘火星 《航空发动机》 北大核心 2022年第4期40-46,共7页

为了分析叶片前缘形状对吸力面边界层3维流动过程的影响,对1组具有不同前缘形状的叶栅进行试验与数值模拟。以2维结论为基础,利用数值计算建立了前缘对吸力面边界层的2维影响与3维影响之间的联系。结果表明:对于1个竖直叶栅,端壁附近的... 为了分析叶片前缘形状对吸力面边界层3维流动过程的影响,对1组具有不同前缘形状的叶栅进行试验与数值模拟。以2维结论为基础,利用数值计算建立了前缘对吸力面边界层的2维影响与3维影响之间的联系。结果表明:对于1个竖直叶栅,端壁附近的展向截面吸力面边界层早期的发展过程主要保持2维特性,且这一特性能对边界层的3维流动产生直接影响。展向截面边界层形状因子与边界层展向流动趋势直接相关,在分离泡区域内,形状因子较大,使得边界层展向流动的趋势急剧增加,低能流体沿展向大幅发展。通过试验考察不同前缘叶型的竖直叶栅出口总压损失和出口气流角的展向分布发现,在2维计算中优秀的前缘造型或特定的前缘形状均能改善吸力面边界层的3维流动,有效减小整体的总压损失。 展开更多

关键词 3维流动 叶轮机 叶片前缘 吸力面边界层 分离 转捩 航空发动机

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离心泵叶轮出口宽度对泵腔内压力脉动分布的影响 被引量：18

17

作者 戴菡葳 刘厚林 +2 位作者 丁剑 谈明高 王勇 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期20-25,共6页

在试验和数值模拟相互验证的基础上,开展叶轮出口宽度对离心泵泵腔内压力脉动分布影响的研究.通过试验和数值计算获得离心泵的外特性、泵腔内静压分布、泵腔内压力脉动分布及泵体表面的压力脉动幅值分布,并进行对比分析,结果表明:前泵... 在试验和数值模拟相互验证的基础上,开展叶轮出口宽度对离心泵泵腔内压力脉动分布影响的研究.通过试验和数值计算获得离心泵的外特性、泵腔内静压分布、泵腔内压力脉动分布及泵体表面的压力脉动幅值分布,并进行对比分析,结果表明:前泵腔内静压和压力脉动幅值随出口宽度的增大而增大,随半径的减小而增大;后泵腔内静压和压力脉动随出口宽度和半径的变化不十分明显.综合考虑外特性和压力脉动,在比转数ns=97时叶轮出口宽度与叶轮出口直径之比应小于0.06;为了使压力脉动在泵腔内有效地衰减,出口宽度与前腔间隙的比值在1.81附近时最佳.研究结果可用于指导离心泵叶轮的优化设计. 展开更多

关键词 离心泵 压力脉动 叶片通过频率 叶轮出口宽度

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弯曲叶片造型对涡轮叶栅作用力影响的非定常数值研究 被引量：10

18

作者 杨彤 王松涛 姜斌 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期760-767,共8页

为了研究弯曲叶片对涡轮叶片非定常气动力的控制作用,采用非定常数值模拟方法对高压涡轮两级的内部流场进行了计算,研究了第一级静叶采用正弯叶片时,汽轮机涡轮叶片非定常气动力和非定常压力场的变化。结果表明,采用弯曲静叶的设计方法... 为了研究弯曲叶片对涡轮叶片非定常气动力的控制作用,采用非定常数值模拟方法对高压涡轮两级的内部流场进行了计算,研究了第一级静叶采用正弯叶片时,汽轮机涡轮叶片非定常气动力和非定常压力场的变化。结果表明,采用弯曲静叶的设计方法,通过改变静叶出口处径向压力梯度和涡量分布,能够有效抑制动静叶片表面气动力的非定常脉动作用。但弯叶片给非定常压力场带来的改善是局部的,其对叶片中间截面改善最为显著。从整体上来看,正弯曲的静叶设计对于减小非定常流场中的压力脉动是有益的。 展开更多

关键词 高压涡轮 正弯叶片 非定常性 型面压力 叶片力

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涡轮叶片冷却U型通道设计 被引量：1

19

作者 李庆刚 彭荣强 《汽轮机技术》 北大核心 2008年第2期92-94,共3页

针对涡轮叶片在以U型通道冷却时,会因回流区而产生局部高温的现象,分别在U型通道上增加渐斜隔板并倒角、通道头尾加渐斜隔板与倒角来改善其局部高温。以定表面温度的方式建立模型,采用计算流体力学方法模拟其传热效率的改善及冷却程度,... 针对涡轮叶片在以U型通道冷却时,会因回流区而产生局部高温的现象,分别在U型通道上增加渐斜隔板并倒角、通道头尾加渐斜隔板与倒角来改善其局部高温。以定表面温度的方式建立模型,采用计算流体力学方法模拟其传热效率的改善及冷却程度,计算结果表明以渐斜隔板并倒角的方式对局部高温改善的效果最好。 展开更多

关键词 涡轮叶片 U型通道 吸力面 压力面 CFD

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某燃气轮机第1级叶片气膜冷却换热特性分析

20

作者 米珂 褚贵宏 +1 位作者 仇璐珂 王新军 《热力发电》 CAS 北大核心 2012年第6期19-23,共5页

利用附加源项法,对某台燃气轮机开设多排气膜孔的第1级叶片外侧换热特性,包括叶片表面温度、气膜有效度和换热系数的分布进行计算及数值分析,并对叶栅换热特性进行了数值验证。结果表明,预测值Nu与试验值吻合较好;在压力面,叶片外表面... 利用附加源项法,对某台燃气轮机开设多排气膜孔的第1级叶片外侧换热特性,包括叶片表面温度、气膜有效度和换热系数的分布进行计算及数值分析,并对叶栅换热特性进行了数值验证。结果表明,预测值Nu与试验值吻合较好;在压力面,叶片外表面温度平均可降低40%,平均气膜有效度约0.7;吸力面温度平均降低30%,平均气膜有效度约0.5。但是,在压力面20%相对弦长区域、前缘驻点和吸力面尾缘处的温度较高,气膜有效度较低。所给出的叶片外侧换热特性,可作为叶片内部结构的设计依据,通过在叶片内部前缘驻点和压力面20%相对弦长区域采用冲击冷却、增加吸力面尾缘冷却气体流量可降低该区域所受到的热负荷,从而使叶片能够均匀冷却。 展开更多

关键词 燃气轮机 第1级叶片 气膜冷却 换热 压力面 吸力面

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