有弦向出流及擾流柱排的梯形通道內(nèi)的流動與換熱研究.pdf

1、擾流柱冷卻結(jié)構(gòu)是渦輪葉片內(nèi)部的一種傳統(tǒng)但有效的冷卻方式。在葉片尾緣區(qū)通道較狹窄，冷卻方式有限，常采用帶擾流柱排的內(nèi)冷通道，既能起到擾流強化換熱的作用，又能起到支撐加固的作用。本文采用實驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對有弦向出流梯形通道擾流柱排的流動及換熱特性進行了較為系統(tǒng)的研究。 實驗中對不同雷諾數(shù)、不同出流比時通道端壁表面的靜壓分布、壓力損失系數(shù)、弦向流量分配以及換熱系數(shù)進行了測量。重點研究了出流比和雷諾數(shù)對通道端壁表面壓力、壓力損

2、失系數(shù)、弦向流量分布以及換熱系數(shù)分布的影響。實驗參數(shù)范圍：弦向出流雷諾數(shù)Re=15000、30000、50000、70000和90000，出流比C=0.25、0.33、0.50、0.75和1.0。得到以下主要結(jié)論： 1、大出流比時，沿徑向靜壓變化較小，靜壓變化主要集中在弦向方向，擾流柱區(qū)域氣流基本沿弦向流動；小出流比時，沿徑向靜壓變化較明顯，氣流方向與弦向有較大的夾角。 2、壓力損失系數(shù)受雷諾數(shù)的影響較小，基本是隨著雷諾

3、數(shù)的增大而減小的；壓力損失系數(shù)隨著出流比的變化趨勢是隨著出流比的增大而增大的。 3、各個不同工況下的弦向出流量分布規(guī)律是在靠近徑向入口附近和徑向出口附近的出流量較大，而在通道中間區(qū)域出流量較小。小出流比時各段出流量變化幅度較大，而大出流比時各段出流量變化幅度相對較小。 4、在擾流柱區(qū)域，出流比小時，端壁換熱系數(shù)沿徑向方向和弦向方向都是逐漸遞減的，前后排間變化較大。出流比大時，沿徑向方向擾流柱排間端壁換熱系數(shù)變化較小；沿弦