谭勤学
,
林立
,
吴康
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
间断伽辽金方法(DGM)对守恒变量及梯度变量具有一致的任意高阶计算精度,因此该方法也具有较高的热流计算精度.本文搭建了二次空气系统单元机理实验台,并采用DGM对中心进气转静系开展了数值计算,取得了误差小于10％的对流换热系数计算结果.此外本文结合SST-γ-Reθ转捩模型,应用有限体积方法(FVM)及DGM,对燃气轮机旋转盘腔内流动与传热进行了预测,并取得了与实验结果吻合较好的传热预测结果.此两转转系及转静系典型问题验证了DGM对燃气轮机二次空气冷却流动传热预测具有一定优势,展现了DGM在燃气轮机二次空气系统中广阔的应用前景.
关键词:
间断伽辽金方法(DGM)
,
二次空气系统
,
中心进气转静腔室
,
轴向通流转转腔室
杨力
,
阚瑞
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
燃气轮机高温透平内部冷却通道中弯头、肋片和气膜孔之间存在着复杂的交互作用。本文采用瞬态液晶技术对光滑通道、无抽吸的带肋通道和有气膜孔抽吸的带肋通道的表面传热分布和沿程压力损失进行了详细测量，同时采用RANS数值模拟方法研究其流场特性。结果表明180°弯头产生的大分离是压力损失的主要因素，45°斜肋片产生的螺旋形流动在弯头与大分离交互作用明显，气膜孔抽吸破坏孔附近边界层使得肋间传热而相对集中于孔附近。在13％抽吸量条件下，气膜孔抽吸降低V型通道中压力损失约20％，同时保持传热强化程度与无抽吸工况相同。
关键词:
气膜孔
,
肋片
,
内冷通道
,
传热系数
,
压力损失
李明飞
,
尹洪
,
孙鹏
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
煤基联合循环电站系统的燃气轮机透平将会工作在高温高湿的环境中.文中基于高温多组分气膜冷却试验台,分析在高温气膜冷却系统中导热/对流/辐射多场耦合作用机理.研究表明,高温环境下辐射作用不可忽略,不同的高温气体组分将对透平传热产生影响;随着主流高温燃气中水蒸气和二氧化碳体积分数之和每增加7％,平板上表面中心线总体冷却效率降低约0.02; TBCs在各组分工况下都有明显的温降效果,且燃气的水蒸气含量越高,温降效果越明显.由于辐射在高温高湿工况下的综合作用,在透平的设计中必须综合考虑不同燃气组分在导热/对流/辐射耦合作用下的气膜冷却传热机理.
关键词:
气体组分
,
TBCs
,
辐射
,
耦合换热
李佳
,
韩昌
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
为改善燃气轮机高温透平叶片的设计,使用压力敏感漆实验技术和数值方法对平板气膜冷却进行对比研究,分析了0°、45°和90°复合角时,有无横槽结构对圆孔气膜冷却的影响.结果表明有复合角时横槽结构能显著提高气膜冷却效率,因为横槽壁对射流形成阻碍作用,在横槽内形成侧向涡,加强了由复合角引起的射流侧向动量.
关键词:
气膜冷却
,
压力敏感漆
,
横槽
,
复合角
,
吹风比
韩昌
,
迟重然
,
尹洪
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
采用三维非定常数值模拟计算某重型燃气轮机第一级透平的全气膜冷却特性,探讨级环境下静叶表面与静叶端壁及动叶表面与动叶平台的气膜非定常特性及泛冷却效应.燃气轮机泛冷却是指燃气轮机透平冷却气体出流在非设计位置所引起的附加效果.该部分工作包含两部分内容,其中第一部分关注级环境下静叶全气膜及燃烧室与静叶间的环缝密封出流在静叶端壁上的气膜覆盖,以及环缝密封出流在下游静叶栅中所形成的泛冷却效应.结果表明,在时均来流条件下,静叶表面及端壁气膜冷却效率分布非定常特征并不明显;燃烧室与静叶环缝密封出流在端壁上形成气膜覆盖,同时在静叶吸力面轴向Z/C ＞0.5和叶高S/H ＜10％区域形成泛冷却效应,且泛冷却效率随着环缝密封流量的增大而呈指数关系快速上升,设计工况下最大泛冷却效率达0.11.
关键词:
级环境
,
静叶全气膜
,
端壁气膜
,
非定常
,
泛冷却
李威宏
,
杨力
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
本文针对燃机带肋冷却通道发展了一种考虑近壁特性和远壁流动各向异性特点的代数各向异性涡黏模型.本文针对肋片处分离流动的各向异性特点,结合隐式代数应力模型和各向同性涡黏模型,推导各向异性因子修正三个正向涡黏系数,反映正雷诺应力的各向异性特点.同时,通过近壁分析完善k和ε封闭形式.将各向异性涡黏模型应用到,1)后台阶流动预测中,湍流流动预测精度提高约10％;2)带90°肋通道流动传热预测中,平均流动预测精度得到改善,传热预测精度提高6％～10％.结果表明,本文针对内冷通道的分离流动作出的各向异性修正是有效的.
关键词:
带肋通道
,
分离流动
,
各向异性
,
涡黏模型系数修正
陈娉婷
,
李雪英
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
燃气轮机一级静叶冷却结构非常复杂,要提高燃气轮机的设计水平,在现有的结构和设计的基础上,需要进行更加精细化的设计,需要对多种设计因素进行综合考虑,挖掘现有结构的冷却潜力.本文采用数值计算方法,研究了叶栅环境下,冲击衬套的使用对于一级静叶气膜孔流量分配和气膜冷却效率的影响.结果表明,冲击衬套会影响气膜孔的流量分配,而流量分配是传热的基础.同时,冲击腔会改善气膜孔内的流动,在流量不变的条件下提升气膜冷却效率.
关键词:
冲击冷却
,
流量分配
,
气膜冷却
徐永东
,
邵志文
,
任静
,
陈大辉
,
郭红燕
兵器材料科学与工程
研究了功率超声作用下的纳米TiN颗粒熔体处理对A356合金微观组织的影响。结果表明：由于纳米TiN与A356合金熔体不润湿，单独加入纳米TiN，合金枝晶减少、初始晶粒细化，而共晶Si相的形貌变化不明显；向熔体中加入纳米TiN后进行功率超声处理，不但合金的初始晶粒细化、枝晶减少，而且共晶Si由长针状转变为短棒状。
关键词:
功率超声
,
纳米TiN
,
A356合金
,
微观组织
任静
,
龚学余
,
王恩峰
,
任玉虎
低温物理学报
基于柱形单极表面波的等离子体天线结构的多物理场情况考虑了天线内部粒子的反应和运动等因素,通过ComsolMultiphysics软件,模拟感应耦合场、粒子运动场等,得到了天线内部的粒子分布、电子能量分布等以及等离子体天线的相关参数,同时分析各物理场之间的关系对等离子体天线的影响,发现感应耦合等离子体场在天线工作中起主要作用,有助于等离子体天线的参数重构控制.
关键词:
等离子体天线
,
柱形单极
,
多物理场
