小尺寸渦輪葉片內(nèi)部微小冷卻通道傳熱特性研究.pdf

1、燃氣輪機廣泛應(yīng)用與發(fā)電、航空航天等領(lǐng)域，對國家的經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)有著越來越重要的作用。小型燃氣輪機作為燃氣輪機的一種，主要應(yīng)用于飛機發(fā)動機或巡航導(dǎo)彈中，它往往是由常規(guī)尺寸的燃氣輪機縮比制造而成，這導(dǎo)致了其性能降低，其中最顯著的表現(xiàn)是它的渦輪進口溫度較常規(guī)尺寸的燃氣輪機要低。為了提高小型燃氣輪機的性能，必須采用先進的冷卻技術(shù)對其熱端部件進行有效的冷卻使其適應(yīng)更高的渦輪進口溫度。
　　本文圍繞小型燃氣輪機中的小尺寸渦輪葉片冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計和內(nèi)部微小通道換熱特性開展研究，主要內(nèi)容包括以下幾部分:首先對國內(nèi)外渦輪葉片冷卻技術(shù)的研究進展進行了分析，歸納了可應(yīng)用于小尺寸渦輪葉片的冷卻結(jié)構(gòu);然后運用流固耦合傳熱數(shù)值模擬計算的方法研究了基準(zhǔn)無冷卻小尺寸渦輪葉片的流動和換熱特性，提出了符合設(shè)計原則的葉片內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu);然后對造成旋流沖擊式小尺寸葉片吸力面局部高溫區(qū)產(chǎn)生原因進行研究;最后對旋流沖擊式小尺寸葉片吸力面高溫區(qū)域的強化換熱技術(shù)進行了研究。
　　在設(shè)計小尺寸渦輪葉片冷卻結(jié)

3、構(gòu)時，分別研究了針對葉片前緣設(shè)計的常規(guī)沖擊冷卻結(jié)構(gòu)、壓力側(cè)旋流沖擊冷卻結(jié)構(gòu)和吸力側(cè)旋流沖擊冷卻結(jié)構(gòu)的冷卻效果，結(jié)果表明:吸力側(cè)旋流沖擊冷卻結(jié)構(gòu)對葉片前緣的冷卻效果優(yōu)于常規(guī)沖擊冷卻和壓力側(cè)旋流沖擊冷卻結(jié)構(gòu);在旋流沖擊冷卻結(jié)構(gòu)中，單孔旋流沖擊冷卻結(jié)構(gòu)的沖擊孔越靠近葉片前緣高溫區(qū)，對前緣的冷卻效果越好，但是單沖擊孔大幅減少冷氣量冷氣流量，使得葉片整體冷卻效果不及雙孔旋流沖擊冷卻結(jié)構(gòu)。
　　本文對旋流沖擊式小尺寸渦輪葉片局部高溫區(qū)產(chǎn)生原因