輪機(jī)葉片冷卻過(guò)程的數(shù)值模擬與分析.pdf

1、近年來(lái)氣膜冷卻技術(shù)成為高溫燃?xì)馔钙降闹匾鋮s手段。但燃燒室出口的高溫燃?xì)馔ǔＳ?5％～20％的湍流度，同時(shí)伴隨有20％～30％左右周向和和徑向溫度不均勻分布，這使得燃?xì)庹麄€(gè)流動(dòng)過(guò)程非常復(fù)雜，再加上葉片形狀、通道等的影響，給氣膜冷卻過(guò)程的研究帶來(lái)了更大的難度，因此進(jìn)行完全真實(shí)條件下的氣膜冷卻研究非常困難。
　　本文首先利用GAMBIT軟件建立了分別帶有三排冷卻氣孔和五排冷卻氣孔的燃?xì)廨啓C(jī)靜葉前緣氣膜冷卻過(guò)程的幾何模型，采用局部加密法

2、對(duì)射流孔部位采用局部加密法劃分網(wǎng)格，根據(jù)冷卻過(guò)程實(shí)際設(shè)定邊界條件，然后導(dǎo)入流體計(jì)算軟件FLUENT中，選用k-ε湍流模型，對(duì)靜葉前緣氣膜冷卻過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算，考察了燃?xì)庵髁髁魉佟⒉煌鋮s射流孔不同布置、葉片射流角、射流半徑大小以及吹風(fēng)比等結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)對(duì)冷卻過(guò)程的影響。結(jié)果表明:加入了冷卻流射流孔的葉片，均會(huì)在葉片表面形成一層氣膜，從而降低了葉片周?chē)黧w的溫度，對(duì)葉片起到了較好的冷卻效果;當(dāng)孔排相同時(shí)，在主流速度分別為2m/s、5

3、m/s和10m/s時(shí)，冷卻效果與主流速度成反比例關(guān)系，即主流速度越大，對(duì)射流速度的擾動(dòng)越大，所以冷卻效果越差?？讖讲煌?、射流孔交替排布時(shí)的冷卻效果比相同孔徑的射流孔排布時(shí)冷卻效果要好;在本文模擬范圍內(nèi)，當(dāng)燃?xì)庵髁魉俣认嗤瑫r(shí)，冷氣射流速度越大，氣膜冷卻效果越好。隨射流角度的增加，冷卻效果先增強(qiáng)后減小，氣膜溫度的平均變化范圍為750-850K，射流角為90°時(shí)的氣膜冷卻效果最好，最低至500K。隨射流孔半徑的增加，冷卻效果逐漸增強(qiáng)，射流孔太