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题名涡轮叶片前缘双旋流冷却流阻及换热特性的大涡模拟
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作者
刘学斌
宋立明
于博阳
陶志
李军
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机构
西安交通大学能源与动力工程学院
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出处
《西安交通大学学报》
北大核心
2025年第3期34-45,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52206052)
国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅱ-0008-0028)。
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文摘
为了厘清双旋流腔室内的换热特性及高流阻的损失机理,在相同冲击雷诺数(Re=10000)下,采用高精度的大涡模拟数值方法对比研究了双旋流冲击冷却和传统垂直冲击冷却方式的流阻及换热特性。以时间平均的努塞尔数分布评估了冲击靶面的换热特性,以三维流线和Q准则等值轮廓图分析了冲击腔室内的流动和涡系分布特征,采用综合换热系数对比评估了两种冷却方式的综合换热性能。模拟结果表明:双旋流冲击在靶面形成的高速强剪切流动是强化对流换热的主要原因,而旋流交叉流动带来的换热增强并不显著;相较于垂直冲击冷却,双旋流冲击的靶面努塞尔数分布更加均匀且高努塞尔数区沿展向分布范围更宽,前缘周向平均的努塞尔数在各个流向位置都有显著提升;双旋流冷却腔室内的中心旋流区出现了较大的流向涡量,导致中心旋流区的总压降较为显著;整个双旋流腔室的面平均努塞尔数相较于垂直冲击冷却提高了11.90%,即便在总压降提高了38.32%的情况下,其综合换热系数相比垂直冲击冷却仍提高了0.42%。
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关键词
涡轮叶片前缘
双旋流冲击冷却
垂直冲击冷却
大涡模拟
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Keywords
blade leading edge of gas turbine
double swirl cooling
normal impingement cooling
large eddy simulation
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分类号
TK471
[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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题名纵向涡发生器对涡轮叶片前缘冲击冷却的影响
被引量：6
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作者
刘亮亮
竺晓程
刘昊
杜朝辉
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机构
上海交通大学机械与动力工程学院
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出处
《动力工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期719-724,762,共7页
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文摘
采用三维数值方法对涡轮叶片前缘射流腔内的流动和换热特性进行了研究。在射流腔内安置一对三角形纵向涡发生器,研究了纵向涡发生器的安置角度、两纵向涡发生器间的距离以及纵向涡发生器距射流孔中心的距离对流动和换热的影响,分析了纵向涡发生器强化冲击换热的机理。结果表明:当在射流孔前的上壁面上增加一对纵向涡发生器后,射流孔前的横流流速减小,射流穿透力增大,射流腔内湍动能增大,从而造成靶面换热极值及高换热区域显著增大;在研究的纵向涡发生器各位置参数范围内,当横流雷诺数较低时,各参数对靶面换热的影响不大。
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关键词
射流冲击
涡轮叶片前缘
纵向涡发生器
横流
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Keywords
jet impingement
leading edge of gas turbine blade
longitudinal vortex generator
cross flow
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分类号
TK12
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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题名凹槽对涡轮叶片前缘换热特性影响的实验研究
被引量：1
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作者
叶林
刘存良
朱安冬
陈磊
李冰然
朱惠人
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机构
西北工业大学动力与能源学院
清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室
西北工业大学陕西省航空动力系统热科学重点实验室
中国航发四川燃气涡轮研究院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期269-279,共11页
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基金
国家自然科学基金(51936008)
陕西省杰出青年科学基金(2021JC-11)
中国博士后科学基金(2021TQ0166)。
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文摘
为了探究带有凹槽造型的涡轮叶片前缘结构的换热特性,采用瞬态热色液晶技术研究了凹槽对涡轮叶片前缘外表面换热系数的影响,获得了不同主流雷诺数以及湍流度下涡轮叶片原始前缘结构及带两种不同深度凹槽的前缘结构外表面的换热系数分布数据,并采用努塞尔数评估对比了三种结构下的换热特性。实验结果表明:原始前缘结构存在高换热系数区,随着湍流度的增大,高换热核心区显著增大;由于凹槽对滞止区域的流动产生了影响,带凹槽的前缘结构在不同工况下均表现出将原始结构高换热核心区分割为凹槽两侧突出边缘的高换热区和槽内低换热区的分布特征;凹槽可以显著降低前缘表面的换热强度,带浅凹槽的前缘结构在前缘表面的面平均努塞尔数相比原始前缘结构降低约7.9%~14.5%,带深凹槽的前缘结构相比原始前缘结构降低约9.1%~20.9%;与主流雷诺数Re_(g)=2.0×10^(5)相比,当Re_(g)=1.5×10^(5)时,带凹槽的前缘结构相比原始结构的低换热优势更强。
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关键词
涡轮叶片前缘
凹槽造型
凹槽深度
对流换热系数
瞬态热色液晶技术
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Keywords
Turbine blade leading-edge
Groove shape
Groove depth
Heat transfer coefficient
Transient thermochromic liquid-crystal technology
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分类号
V231.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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