平板交錯(cuò)肋冷卻通道的流動(dòng)換熱特性研究.pdf

1、隨著燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，燃?xì)鉁u輪前溫度不斷提高，如何有效的冷卻渦輪葉片以成為燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)的重要問題。交錯(cuò)肋冷卻結(jié)構(gòu)是渦輪葉片內(nèi)部強(qiáng)制對(duì)流冷卻的一種特殊結(jié)構(gòu)，擁有較強(qiáng)的換熱能力，但其流動(dòng)阻力大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，因此對(duì)交錯(cuò)肋冷卻結(jié)構(gòu)的流動(dòng)換熱特性進(jìn)行研究具有重要意義。
　　本文利用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究兩種方法對(duì)交錯(cuò)肋冷卻結(jié)構(gòu)的流動(dòng)換熱性能進(jìn)行了研究。數(shù)值模擬了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的平板交錯(cuò)肋冷卻通道，開槽交錯(cuò)肋冷卻通道及帶擾流柱交錯(cuò)肋冷卻通道

2、的流動(dòng)換熱性能，并結(jié)合瞬態(tài)液晶實(shí)驗(yàn)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1、為了更好的研究交錯(cuò)肋冷卻通道的內(nèi)部流動(dòng)換熱機(jī)理，對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)，不同進(jìn)出口預(yù)延段形式的等尺寸和放大的平板交錯(cuò)肋冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)而分析預(yù)延段結(jié)構(gòu)形式對(duì)通道流動(dòng)換熱性能的影響及原因，結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對(duì)交錯(cuò)肋冷卻通道流動(dòng)換熱性能的影響及原因，獲得其影響規(guī)律，驗(yàn)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(cuò)肋冷卻道道的兩邊開不同形狀及寬度的槽，改進(jìn)交錯(cuò)肋冷卻結(jié)構(gòu)。分析開槽交錯(cuò)肋冷卻通道的流動(dòng)換熱機(jī)理，分析不同開槽形狀對(duì)冷卻結(jié)構(gòu)性能的影響及原因，獲得槽寬對(duì)冷卻結(jié)構(gòu)流動(dòng)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(jìn)交錯(cuò)肋冷卻結(jié)構(gòu)。分析帶擾流柱交錯(cuò)肋冷卻通道的流動(dòng)換熱機(jī)理，擾流柱直徑及布置數(shù)量對(duì)冷卻通道流動(dòng)換熱性能的影響及原因，得到綜合換熱