透平叶片近前缘端壁处换热性能的研究

摘要：

采用计算流体动力学软件ANSYS CFX11.0、以NASA跨声速透平第一级动叶为研究对象,对带气膜冷却孔的叶栅近前缘端壁区域的流动和换热特性进行了研究,计算获得了3种气膜孔分布条件下,吹风比分别为0.3、0.5、0.7以及孔径分别为1 mm、1.5 mm时叶栅端壁处的流场结构和斯坦顿数分布.计算结果表明:气膜孔的数目及分布对端壁换热性能和换热均匀性有显著影响,减小孔间距与孔径的比值可以降低前缘端壁的换热系数、提高端壁换热的均匀性;吹风比对冷却流的作用范围和贴壁性有很大影响,所研究的3种吹风比中,吹风比为0.5时壁面换热系数最小,吹风比为0.7时换热系数最大;当吹风比保持0.5不变且气膜孔的直径由1 mm增大到1.5mm时,冷却流在端壁上影响的距离增加,相邻冷却流之间区域的换热强度降低.该结果可为透平动叶端壁换热特性的改善和气膜冷却特性的提高提供参考.

关键词：端壁、换热、气膜冷却

所属期刊栏目：51

分类号：TK474.7(内燃机)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51306138

在线出版日期：2017-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：44-50,104