王文三
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
本文采用数值模拟的方法,对比分析了1＋1/2对转涡轮四种不同的叶顶冷却布置方案对叶顶传热、冷却性能以及气动特性的影响。四种布置方案分别是：靠近压力面垂直叶顶方向、靠近压力面且与叶顶有30°出射角、中弧线位置垂直叶顶方向、中弧线位置有30°出射角。研究表明,气膜孔沿压力面布置与气膜孔沿中弧线布置相比可以降低叶顶传热系数;由于气膜孔倾斜布置气膜射流动量降低,且削弱了肾形涡的影响,气膜的侧向覆盖范围增大。因此气膜孔靠近压力面布置可以提高气膜冷却效率;气膜孔靠近压力面且有30°出射角比垂直布置叶顶热负荷减少2.7%。另外,气膜孔靠近压力面布置可以降低主流的泄漏流量,有利于减小泄漏损失和提高涡轮效率。
关键词:
气膜冷却
,
动叶叶顶
,
传热系数
,
冷却效率
王文三
,
唐菲
,
赵庆军
,
徐建中
工程热物理学报
气膜冷却是现代航空燃气轮机涡轮冷却技术的一种重要方法，冷却孔形状的改进是提高气膜冷却效率的重要手段。本文对双射流冷却孔形状进行了改型，并对新型双射流冷却孔在吹风比分别为0．5，1．0，1．5，2．0时的冷却效率进行了数值模拟。模拟结果表明新型双射流冷却孔与原双射流冷却孔相比在各吹风比下均优化了气膜在热表面上的分布，抑制了冷却孔出口射流的分离现象，提高了近冷却孔出口区域的气膜冷却效率；在M=0．5，1．0，1．5，2．0四种吹风比下，新型冷却孔在出口典型冷却区域（6D×10D）上的面积平均气膜冷却效率比原双射流冷却孔分别提高0．16，0．22，0．26，0．21。
关键词:
气膜冷却
,
双射流
,
数值模拟
,
冷却孔形状
洪寅义
,
林智荣
,
袁新
工程热物理学报
本文使用压力敏感漆（PSP）技术，对具有多排离散冷却孔的某透平叶栅进行气膜冷却实验，研究了在变攻角来流条件下，不同吹风比时叶片表面的气膜冷却效率，吹风比控制在0．4、0．8、12和1．6。文中所使用的叶型具有大折转角、大展弦比等特点，当处于负攻角来流条件时，主流会在压力面产生分离区。实验结果表明，在分离泡内的射流会受到当地低速主流的影响，当地气膜有效度下降；而在分离泡下游，部分吹离的射流气流会随着主流再附于叶片表面。随着吹风比的增大，这种吹离再附着的现象愈发明显。
关键词:
气膜冷却
,
变攻角
,
分离泡
,
PSP
李佳
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
燃气轮机中冷却空气和高温燃气的密度比和吹风比是影响透平叶片气膜冷却性能重要因素。本文采用压力敏感漆技术，对燃气轮机第一级静叶栅气膜冷却的冷却性能进行了实验研究。实验中测量了静叶栅在不同密度比（1．5／1．0）和不同吹风比条件下的冷却效率。密度比的改变射流的出口动量，造成射流出口的流动特征发生变化，从而影响冷却效率，影响的强弱与叶片表面曲率、主流加速度、气膜孔型、吹风比的大小等均有关系。
关键词:
燃气轮机
,
气膜冷却
,
吹风比
,
密度比
,
压力敏感漆
成克用
,
梁世强
,
淮秀兰
工程热物理学报
为了进一步提高涡轮入口温度,提出一种新型气膜冷却方法 含化学热沉的气膜冷却方法.对于新方法来讲,化学热沉的存在会影响气膜孔下游的流场,从而影响主流与固体壁面的换热.建立简化理想化学热沉模型,采用标准κ-ε湍流模型对该方法进行数值模拟,结果表明,化学热沉的存在降低了气膜孔出口下游不远处壁面附近的温度,同时增大了壁面处混合气膜与壁面之间的对流换热系数.
关键词:
气膜冷却
,
化学热沉
,
流动
,
换热
,
数值模拟
王进
,
於永
,
曾敏
,
王秋旺
工程热物理学报
本文通过数值模拟方法对凹槽叶顶区的气膜孔的位置进行了研究，通过将一个下游气膜孔布置在叶顶前缘来研究气膜孔位置对叶顶区传热的影响。数值模拟结果表明，下游区气膜孔被布置到前缘区，改善了叶顶前缘的低绝热冷却效率区，获得了均匀的气膜保护，同时对下游区的气膜冷却效率影响不大，无论是放在前缘第一气膜孔上游还是靠近吸力边布置，下游区绝热效率和平均传热系数几乎不受该气膜孔在前缘位置的影响。
关键词:
叶片
,
气膜冷却
,
冷却效率
,
传热系数
韩昌
,
任静
,
蒋洪德
工程热物理学报
基于压力敏感漆（PSP）实验技术，本文研究了某F级重型燃机一级动叶平面叶顶和凹槽叶顶在不同冷却射流与主流质量流量比，不同密度比和不同叶顶间隙大小等多参数影响下的气膜冷却特性。平面叶顶冷却射流在气膜孔后往吸力面覆盖，凹槽叶顶在槽内形成回旋涡，冷却射流往压力面覆盖并向尾缘形成累积效应。平面叶顶和凹槽叶顶气膜冷却效率均随质量流量比的增大而增大。密度比增大，冷却射流出口动量减小，抑制了叶顶气膜垂直射流的吹离趋势，从而提高气膜冷却效果。叶顶间隙与叶顶形状、质量流量比等参数对气膜冷却效率有关联影响；间隙增大，气膜冷却效率在不同工况下的表现不同。另外凹槽叶顶的整体气膜冷却效果优于同等条件的平面叶顶。
关键词:
质量流量比
,
密度比
,
叶顶间隙
,
压力敏感漆
,
气膜冷却
张扬
,
苟金澜
,
袁新
工程热物理学报
实验采用GE-E3高压涡轮进口导叶比例放大叶型,叶栅进口雷诺数为3.5×105,进口马赫数为0.1,气膜冷却吹风比范围控制在M=0.7至M=1.3.两组实验叶片的压力面气膜孔分别采用成型孔径向孔型和复合角孔型,复合角为30°,成型孔扩张角为5°.气膜有效度采用压力敏感漆进行测量,测量结果通过CCD采集后经处理得到气膜有效度分布云图.通过实验可以得出以下结论:1)当吹风比从M=0.7增加至M=1.3时,叶片表面气膜有效度有明显增加;2)当吹风比相同条件下,带有复合角的成型孔在接近前缘位置具有微弱的优势,在展向平均气膜有效度对比中复合角并没有明显作用;3)在端壁附近区域复合角孔型具有明显优势.
关键词:
气膜冷却
,
压力面
,
压力敏感漆
,
复合角
,
吹风比
张鹏
,
付经伦
,
刘建军
工程热物理学报
本文采用数值方法研究了气膜和冲击复合冷却结构的耦合传热和综合冷效.复合冷却平板模型布置有两个交错气膜孔和若干排冲击孔,气膜孔和冲击孔均采用圆柱孔型.分别研究了吹风比和冷气量分配对综合冷效、流场结构和对流换热特性等的影响规律,结果表明:复合冷却综合冷效明显受到吹风比影响;适当调节冷气量的分配,能够明显提高综合冷效.
关键词:
气膜冷却
,
冲击冷却
,
复合冷却
,
耦合传热
,
数值计算
王进
,
曾敏
,
王秋旺
工程热物理学报
本文采用数值模拟的方法对凹槽叶顶前缘气膜孔的位置进行了研究,通过改变前缘第一气膜孔位置来分析叶顶区传热。数值模拟结果表明,由于冷却气对该区域没有提供足够的保护,肩壁表面的平均绝热效率远低于凹槽底面,平均传热系数远高于凹槽底面。叶顶第一气膜孔向前缘移动使肩壁表面的平均传热系数先升高再降低,叶顶前缘低绝热冷却效率区逐渐消失。
关键词:
叶片
,
气膜冷却
,
冷却效率
,
传热系数
