【#第一文档网# 导语】以下是®第一文档网的小编为您整理的《燃气轮机涡轮叶片前缘气膜冷却性能仿真》，欢迎阅读！
燃气轮机涡轮叶片前缘气膜冷却性能仿真 为探讨椭圆形叶片前缘气膜冷却特性，采用数值仿真研究了半椭圆柱形前缘单排圆柱孔在吹风比为1.0和2.0时气膜冷却效率。结果表明：气膜冷却效率随吹风比增大而降低，沿着流向先降低再升高。低吹风比时，气膜孔排距离滞止线越远，冷气在展向扩散性越好，气膜冷却效率越高。高吹风比时，孔排距离滞止线越远，冷气展向扩散性沿流向由差变好。 标签：椭圆形前缘；吹风比；孔排布局；冷却效率 1 引言 燃气轮机是热力发电的重要设备，燃气轮机热效率和输出功率随着涡轮进口燃气温度的升高而提升，现代燃气轮机进口温度已经远远超过叶片材料耐热极限，必须采用更加高效和可靠的冷却方式。叶片前缘区域直接面对高温燃气来流冲击，是热负荷最严重区域，由于叶片前缘区域多排气膜孔出流相互干扰，传热和流动状况非常复杂，如何有效设计前缘区域气膜冷却结构来提高冷却效率，成为研究者们关注的重点和难点[1]。 国内外研究者采用实验和数值仿真方法对叶片前缘气膜冷却进行了大量研究。Mick等[2]分析了吹风比对气膜冷却效率的影响。Mehendale等[3]对叶片前缘有两排气膜孔的冷却效率进行了测量，发现前排孔的气膜可以增加后面的边界层厚度，从而促进后排孔冷气与主流的掺混。Yuen等[4]对比研究了顺排和错排布置的多排孔气膜冷却效率。国内李广超等[5]采用半圆柱模型对叶片前缘多排圆柱形孔的气膜冷却换热和冷却效率进行了实验和数值仿真。李少华等人[6]对涡轮叶片前缘多孔气膜冷却进行数值仿真，探讨流线分布与冷区死区变化范围的关系。戴萍等人[7]对叶片前缘双排孔进行了气膜冷却数值仿真、，指出孔排与前缘滞止线的距离对于冷气贴壁效果有较大影响。雷云涛[8]等对圆柱形前缘双排交错孔气膜冷却进行了数值仿真，得到了吹风比增大冷气偏移明显的结论。 上述有关文献都是对圆柱形叶片前缘气膜冷却进行研究，而对椭圆形叶片前缘的研究非常少。本文建立了椭圆形叶片前缘多排孔几何模型，分析了椭圆形叶片前缘孔排布局对于气膜冷却效率的影响。 2 燃气轮机涡轮叶片前缘气膜冷却系统原理模型 2.1 叶片前缘气膜冷却系统原理模型 图1是燃气轮机涡轮叶片前缘气膜冷却系统原理图，热气从主流通道入口流入，冷气从二次流通道入口流入并通过叶片前缘布置的三排气膜孔喷出到主流当中，热气和冷气掺混后通过前缘下游布置的两个出口流出。其中主流温度为330 K，给定均匀速度16.1 m/s，二次流入口根据吹风比给定速度，温度为310 K 。 本文来源：https://www.dywdw.cn/f1eb09abfc4733687e21af45b307e87100f6f888.html
下载此文档
搜索文档
阅读：
文档下载
2022-10-30
