热能动力工程

作者：刘亚非，陶皓杰，迟重然

单位：上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240; 上海交通大学 动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,,上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240; 上海交通大学 动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,,上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240; 上海交通大学 动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,

关键词：蜂窝通道;流热耦合;布局调整

基金：国家自然科学基金(52076128)；国家重大专项基础研究项目(2017-I-0011-0012)

为提高涡轮叶片耐温能力，将蜂窝冷却通道应用于涡轮叶片内部，通过流热耦合计算研究蜂窝冷却通道叶片的传热流动特性。对蜂窝冷却通道的参数化方法进行研究，将蜂窝通道拆分成两种基本结构单元，即可方便调整蜂窝通道的几何参数；使用增材制造的叶片进行实验，通过对比数值计算与实验的冷却效率，验证了数值方法的准确性；在冷却二次流占比1%条件下，在原型蜂窝通道的基础上进行蜂窝通道空间布局和直径分布的调整，利用冷却效率、压降及相对阻力系数衡量不同通道的流动传热特性。研究表明：蜂窝通道由于增大换热面积以及增加分叉点强化换热，冷却效率提高到0.525，压降升高至229.1 kPa；通过调整蜂窝几何参数可以优化蜂窝通道的传热与阻力特性，通过增加蜂窝通道层数、增大次通道直径可以提高冷却效率，通过增加蜂窝通道入口数、增大主通道直径可以减小压降。

来源：2022年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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