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槽型截相貌相貌在垂直橫流通道內氣膜冷卻特性數值研讨
发稿時间:2020-04-20         作者:徐灿烂          滥觞:先進燃氣輪機實驗室     【字号:

  燃氣輪機熱从命的进步主要通過汲引渦輪進口溫度實現,目前先進燃氣輪機的渦輪進口溫度已遠超葉片质料的耐溫極限,高效渦輪冷卻技術是保證燃氣輪機牢靠運行的關鍵。特别是渦輪動葉,其冷卻凡是采纳氣膜冷卻與內部橫流通道組合的办法,垂直橫流對氣膜冷卻性能的影響是動葉冷卻設計必須考慮的因素。 

   目前,橫流通道內氣膜冷卻特性研讨主要采纳圓截相貌相貌(圓柱孔或基于圓柱孔的出口擴張孔),而極少采纳非圓形截面的孔型。An等人的平板模型研讨表明:基于不怜惜势槽型截面擴張孔的氣膜冷卻成果遠高于圓截面的扇形擴張孔,但研讨操纵冷氣腔進氣办法,垂直橫流對槽型截相貌相貌氣膜冷卻成果的影響未知,槽型氣膜孔形狀與橫流和肋的相互传染感动機制尚不明確。本文將通過數值M研讨,把握垂直橫流通道中槽型截相貌相貌的氣膜冷卻特性,指導此類氣膜冷卻孔型在橫流通道中的設計。 

   

  圖1平板模型

    

  a) Fan-shaped         (b) Fusi-1          (c) Fusi-2          (d) Rect-1          (e) Rect-2 

  2模擬孔 

   3的空間平均氣膜冷卻成果對比顯示,扇形孔只在45度肋通道中的空間平均成果隨吹風比增长而單調上升,而在光滑通道和135肋通道中均爲上升、下降、再上升的趨勢。四種槽型截相貌相貌中,除下遊壁外凸梭型孔(Fusi-1)外,别的三種孔型的空間平均成果均隨吹風比增大而增长,中高吹風比下,截面寬度2.0D的矩形孔(Rect-2)在三種橫流通道中的空間平均成果均最高。三種橫流通道中,四種槽型截相貌相貌的空間平均氣膜冷卻成果均高于扇形孔,無肋光滑通道中的差别最大,45度肋通道中的差别較小,但M=2.5Rect-2孔比扇形孔相對进步仍達29% 

  數值結果表明:在中高吹風比下,四種槽型截相貌相貌的氣膜冷卻成果均顯著優于扇形孔,光滑通道中差别最大,45度肋通道中差别最小,其中大截面寬度矩形擴張孔的氣膜冷卻成果在三種橫流通道中均最高。因为強的橫向擴張,下遊壁外凸的梭形擴張孔的氣膜冷卻成果在三種橫流通道中的變化幅度最小。四種槽形截相貌相貌的氣膜冷卻成果在45度和135度帶肋通道中變化均不大,即肋角度對槽形截相貌相貌氣膜冷卻成果影響較弱。四種槽型截相貌相貌中高吹風比下的出流系數在無肋通道中均高于扇形孔,而在帶肋通道中,五種孔型的出流系數差別很小。 

   

  3三种横流情通道中模擬孔的面平均冷却从命 

  以上研讨得到國家科技重大專項資助,相關研讨成果,已在推進技術期刊發表·EI論文一篇。 

 
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