轉(zhuǎn)-靜盤腔系統(tǒng)的流動與換熱特性數(shù)值研究.pdf

1、該文采用FLUENT商用軟件,對二維和三維轉(zhuǎn)-靜盤腔的流動和傳熱過程進行了數(shù)值模擬研究.計算域包括轉(zhuǎn)-靜盤和內(nèi)、外圍屏包圍的流體域以及一定厚度的轉(zhuǎn)盤固體域.論文主要工作和結(jié)果如下:(1)針對典型的轉(zhuǎn)-靜盤腔模型進行數(shù)值研究,通過對單方程模型、高κ-ε模型和RNGκ-ε模型獲得的計算結(jié)果進行比較以及與相關(guān)試驗數(shù)據(jù)驗證,結(jié)果表明,RNGκ-ε模型較高κ-ε模型和單方程模型更能準(zhǔn)確地模擬轉(zhuǎn)靜盤腔的流動.(2)針對一典型的徑向、軸向進氣,徑向出

2、氣的轉(zhuǎn)-靜盤腔結(jié)構(gòu),系統(tǒng)研究軸向進氣位置、徑向出口大小、旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)、無量綱質(zhì)量流量和軸向垂直/預(yù)旋進氣等對盤腔內(nèi)流動和換熱的影響,整理出轉(zhuǎn)-靜盤腔內(nèi)轉(zhuǎn)盤平均努謝爾數(shù)與旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)/無量綱質(zhì)量流量之間的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式.結(jié)果表明,高位軸向進氣對轉(zhuǎn)盤換熱有利;不同的徑向出口大小對盤腔內(nèi)的流動換熱影響不大;隨旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)和無量綱質(zhì)量流量增加,轉(zhuǎn)盤盤面的換熱效果增強.(3)自編用戶程序模塊,研究在軸向入流、徑向出流的轉(zhuǎn)-靜盤腔中,無量綱流量隨時間里階梯型

3、改變對盤腔流動和換熱的影響.當(dāng)流量從某個穩(wěn)定狀態(tài)改變時,轉(zhuǎn)盤上的平均努謝爾數(shù)會產(chǎn)生一個明顯的上升再降低過程;在每一次流量改變的初始階段,平均努謝爾數(shù)存在一個較大幅度的變化.(4)建立有離散的預(yù)旋噴嘴和葉片冷卻孔的預(yù)旋轉(zhuǎn)-靜盤腔的物理模型,研究預(yù)旋角θ=15°,30°,60°對盤腔流動和換熱的影響,以及改變流動參數(shù)等對轉(zhuǎn)盤盤面換熱的影響,并總結(jié)出轉(zhuǎn)盤平均努謝爾數(shù)與旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)/無量綱質(zhì)量流量之間的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式.結(jié)果表明,預(yù)旋進氣的優(yōu)點在于增強