热能动力工程

作者：宋惠华,牛夕莹,何永鑫,刘言明

单位：中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所,

关键词：微冷却通道;气-固两相流动;颗粒沉积模型;沉积特性;

基金：国家自然科学基金“叶企孙”科学基金资助项目(U2241251)

为探究竹节形冷却通道的冷却机理和其内部颗粒沉积特性,以某型高压涡轮含有竹节形微细冷却结构的涡轮叶片为原型,针对实际工况建立传热模型,采用定常雷诺平均模拟和离散项(Computational Fluid Dynamics - Discrete Phase Model,CFD-DPM)的气固两相流模拟方法,结合临界速度模型和临界黏度模型研究了不同进口雷诺数(1507~3516)下耦合传热及颗粒沉积特性的影响规律。结果表明：竹节结构产生低动量涡旋增强了壁面换热,当冷气进口雷诺数增大(1507~3516),努塞尔数提升了61.1%。竹节结构显著影响颗粒输运,冷气经竹节持续产生的涡旋掺混,大幅增加了颗粒与壁面碰撞概率,碰撞集中于竹节末端。随冷气进口雷诺数增加,两种沉积模型的颗粒沉积位置保持在竹节末端不变,壁面对颗粒的捕获率分别降低14.6%和42.9%。

来源：2026年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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