轉-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-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-靜盤和內(nèi)、外圍屏包圍的流體域以及一定厚度的轉盤固體域.論文主要工作和結果如下:(1)針對典型的轉-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模型獲得的計算結果進行比較以及與相關試驗數(shù)據(jù)驗證,結果表明,RNGκ-ε模型較高κ-ε模型和單方程模型更能準確地模擬轉靜盤腔的流動.(2)針對一典型的徑向、軸向進氣,徑向出

2、氣的轉-靜盤腔結構,系統(tǒng)研究軸向進氣位置、徑向出口大小、旋轉雷諾數(shù)、無量綱質(zhì)量流量和軸向垂直/預旋進氣等對盤腔內(nèi)流動和換熱的影響,整理出轉-靜盤腔內(nèi)轉盤平均努謝爾數(shù)與旋轉雷諾數(shù)/無量綱質(zhì)量流量之間的準則關聯(lián)式.結果表明,高位軸向進氣對轉盤換熱有利;不同的徑向出口大小對盤腔內(nèi)的流動換熱影響不大;隨旋轉雷諾數(shù)和無量綱質(zhì)量流量增加,轉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-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.當流量從某個穩(wěn)定狀態(tài)改變時,轉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)建立有離散的預旋噴嘴和葉片冷卻孔的預旋轉-靜盤腔的物理模型,研究預旋角θ=15°,30°,60°對盤腔流動和換熱的影響,以及改變流動參數(shù)等對轉盤盤面換熱的影響,并總結出轉盤平均努謝爾數(shù)與旋轉雷諾數(shù)/無量綱質(zhì)量流量之間的準則關聯(lián)式.結果表明,預旋進氣的優(yōu)點在于增強