端壁相对运动对叶顶流动传热特性影响的研究

摘要：

采用求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和标准k-w紊流模型的方法数值研究了端壁与动叶相对运动时动叶顶部的气动换热特性.以实验测量的叶栅为研究对象验证了所采用的数值方法和紊流模型的有效性.分析了端壁与叶顶有无相对运动时叶顶间隙高度对动叶顶部气动换热特性的影响.研究结果表明:端壁与叶顶存在相对运动时,叶顶换热系数随着间隙高度的增大而增大.在小叶顶间隙(s=0.2%H)时叶顶表面平均换热系数最小,动叶顶部前缘处的换热系数显著降低且泄漏流方向发生较大偏转.同时近顶部的吸力面侧前缘换热系数较大,随着叶顶间隙高度增大该区域的换热系数降低.端壁与叶顶无相对运动时,随着叶顶间隙高度的增加叶顶换热系数先增大后减小且在叶顶间隙中间弦长处产生大范围流动分离,当s=0.5%H时叶顶平均换热系数最大.小叶顶间隙(s=0.2%H)时端壁与叶顶存在相对运动时,动叶气动效率比端壁与叶顶无相对运动提高0.5%.大叶顶间隙(s=2.0%H)时端壁与叶顶无相对运动时,动叶气动效率比端壁与叶顶存在相对运动提高0.29%.

关键词：叶顶换热、端壁相对运动、叶顶泄漏、数值模拟

所属期刊栏目：30

分类号：V231.1(航空发动机（推进系统）)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51376144

在线出版日期：2017-07-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：11-16,57