某重型燃?xì)廨啓C(jī)第二級動(dòng)葉冷卻結(jié)構(gòu)改進(jìn)及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著時(shí)代的發(fā)展及各個(gè)行業(yè)對于動(dòng)力、環(huán)保、靈活性與經(jīng)濟(jì)性等要求的提高,高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)——特別是高性能燃?xì)鉁u輪的開發(fā)也愈加受到重視和關(guān)注。雖然提高渦輪入口溫度可以顯著的提高渦輪整體性能和經(jīng)濟(jì)型,但渦輪入口溫度的提高意味著渦輪葉片等部件,需要面對溫度進(jìn)一步提高的主流燃?xì)獾臎_擊與腐蝕。而目前,高溫材料的性能并不能完全滿足實(shí)際需要,所以對葉片要采取氣冷等措施予以熱保護(hù)。在這種情況下,作為一種可以有效縮短工作周期、削減投入的手段,通過數(shù)值模擬仿真

2、進(jìn)行先行研究為廣大研究設(shè)計(jì)人員所采用。
　　本文對某重型燃?xì)廨啓C(jī)二級動(dòng)葉展開氣熱耦合數(shù)值模擬,并依據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)氣動(dòng)及傳熱研究。文中對相關(guān)前期工作如模型生成網(wǎng)格劃分等進(jìn)行了較為具體的描述;在流量變動(dòng)以及冷卻結(jié)構(gòu)調(diào)整等多種情況下,對葉片氣冷效果的變動(dòng)進(jìn)行了分析與對比。此外文章在分析葉片內(nèi)外流場的基礎(chǔ)上,還著重對縱向渦強(qiáng)化換熱在渦輪葉片冷卻中起到的實(shí)際作用進(jìn)行了分析與研究。
　　在內(nèi)部流場分析中發(fā)現(xiàn),采用交叉縮放橢圓管結(jié)構(gòu)

3、后,由科氏力所引起的冷氣分布不均等現(xiàn)象,在管道幾何特征及縱向渦沿流程發(fā)展等因素的影響下,較原方案大幅度削弱;在對外部流場進(jìn)行分析時(shí),也發(fā)現(xiàn)在一定的葉頂間隙以及頂部冷卻工質(zhì)排氣等因素的作用下,動(dòng)葉葉頂泄漏流動(dòng)被基本遏止,泄漏渦被由冷卻工質(zhì)所引發(fā)的類泄漏渦結(jié)構(gòu)所取代;此外,文中還對以上因素以及各個(gè)主要旋渦結(jié)構(gòu)對葉片外壁面溫度分布的影響進(jìn)行了較為具體的分析等工作。
　　最終動(dòng)分析表明在燃?xì)?、冷氣溫度流量以及其他外部條件均保持不變的情況下