热能动力工程

作者：孔德海，牛夕莹，庹天豪，刘存良

单位：西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710100,,中国船舶集团有限公司第七〇三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078,,西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710100,,西北工业大学 动力与能源学院，陕西 西安 710100,

关键词：涡轮外环;旋转效应;冲击冷却;非定常气膜

基金：中央高校基础科研基金（3102020OQD702）；国家重大科技专项（2017-III-0010-0036）

采用数值模拟的方法，基于稳态雷诺平均方程（URANS）耦合k-ω SST模型和滑移网格法分析了涡轮叶片旋转扫掠条件下带有非定常气膜出流的外环腔内阵列冲击传热特性。在外环冲击-气膜复合冷却结构中，冲击孔和气膜孔呈交错排列，冲击距与冲击孔直径之比为1.25，斯特劳哈尔数St=2.35、3.52（对应转速Ω=10 000、15 000 r/min），吹风比M=0.5、1及1.5。结果表明：叶片旋转扫掠效应引起的气膜孔出口压力波动会诱导冲击孔入口的瞬时质量流量发生变化，而时均质量流量几乎保持不变；吹风比在0.5~1.5之间变化时，靶面的瞬时和时均平均冲击换热特性随着吹风比的增大而增强；相同的吹风比时，叶片转速的提高对靶面瞬时和时均换热特性的影响非常微小。

来源：2022年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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