平板交錯肋冷卻通道的流動換熱特性研究.pdf

1、隨著燃氣輪機技術(shù)的不斷發(fā)展，燃氣渦輪前溫度不斷提高，如何有效的冷卻渦輪葉片以成為燃氣輪機設(shè)計的重要問題。交錯肋冷卻結(jié)構(gòu)是渦輪葉片內(nèi)部強制對流冷卻的一種特殊結(jié)構(gòu)，擁有較強的換熱能力，但其流動阻力大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此對交錯肋冷卻結(jié)構(gòu)的流動換熱特性進行研究具有重要意義。
　　本文利用數(shù)值模擬和實驗研究兩種方法對交錯肋冷卻結(jié)構(gòu)的流動換熱性能進行了研究。數(shù)值模擬了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的平板交錯肋冷卻通道，開槽交錯肋冷卻通道及帶擾流柱交錯肋冷卻通道

2、的流動換熱性能，并結(jié)合瞬態(tài)液晶實驗對數(shù)值模擬結(jié)果進行了驗證。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1、為了更好的研究交錯肋冷卻通道的內(nèi)部流動換熱機理，對不同結(jié)構(gòu)參數(shù)，不同進出口預(yù)延段形式的等尺寸和放大的平板交錯肋冷卻結(jié)構(gòu)進行數(shù)值模擬，進而分析預(yù)延段結(jié)構(gòu)形式對通道流動換熱性能的影響及原因，結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對交錯肋冷卻通道流動換熱性能的影響及原因，獲得其影響規(guī)律，驗證放大模型相似模擬小尺寸原型結(jié)構(gòu)的可行性。
　　2、在保證肋的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的

3、情況下，在交錯肋冷卻道道的兩邊開不同形狀及寬度的槽，改進交錯肋冷卻結(jié)構(gòu)。分析開槽交錯肋冷卻通道的流動換熱機理，分析不同開槽形狀對冷卻結(jié)構(gòu)性能的影響及原因，獲得槽寬對冷卻結(jié)構(gòu)流動換熱性能的影響規(guī)律，得到綜合換熱性能最佳的開槽形狀和寬度。
　　3、在保證肋的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的情況下，在網(wǎng)格間通道位置添加擾流柱，改進交錯肋冷卻結(jié)構(gòu)。分析帶擾流柱交錯肋冷卻通道的流動換熱機理，擾流柱直徑及布置數(shù)量對冷卻通道流動換熱性能的影響及原因，得到綜合換熱