| 多腔室凹槽对涡轮叶顶流动传热特性影响的数值研究 |
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| 作者姓名： | 杜昆 李华容 王力泉 高媛媛 刘存良 |
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| 作者单位： | 西北工业大学 动力与能源学院 陕西 西安 西北工业大学 太仓长三角研究院 江苏 太仓 西北工业大学 陕西省航空动力系统热科学重点实验室 西安 西北工业大学 西北工业大学-喀山国立技术大学先进航空发动机热结构国际联合实验室,西北工业大学 动力与能源学院 陕西 西安 西北工业大学 太仓长三角研究院 江苏 太仓 西北工业大学 陕西省航空动力系统热科学重点实验室 西安 西北工业大学 西北工业大学-喀山国立技术大学先进航空发动机热结构国际联合实验室,西北工业大学 动力与能源学院 陕西 西安 西北工业大学 太仓长三角研究院 江苏 太仓 西北工业大学 陕西省航空动力系统热科学重点实验室 西安 西北工业大学 西北工业大学-喀山国立技术大学先进航空发动机热结构国际联合实验室,西北工业大学 动力与能源学院 陕西 西安 西北工业大学 太仓长三角研究院 江苏 太仓 西北工业大学 陕西省航空动力系统热科学重点实验室 西安 西北工业大学 西北工业大学-喀山国立技术大学先进航空发动机热结构国际联合实验室 |
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| 基金项目： | 陶瓷基复合材料涡轮端壁气热各向异性耦合作用机理及高效冷却布局研 究 |
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| 摘 要： | 现代航空发动机为获得更大输出功率和推重比,涡轮进口温度不断提高,因此高温燃气在无围带动叶叶顶间隙的泄漏引起叶顶热负荷急剧增加,甚至导致叶片烧蚀、失效,严重影响涡轮运行安全。为降低叶顶热负荷,抑制泄漏流,本文以GE-E3第一级叶栅为研究对象,通过求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS）方程和湍流模型研究了多腔室凹槽对叶顶流动传热性能的影响。研究结果表明:在多腔室凹槽中,叶顶换热系数随着叶顶空腔数量的增加而逐渐减小,凹槽腔室内刮削涡可有效降低泄漏流量。格栅结构在凹槽中起到“气动篦齿”作用,在0至20%的流向区域内泄漏流控制效果显著。Case7的叶顶换热系数最小,比Case1降低了40.44％;Case2和Case3可显著抑制叶顶泄漏量,与Case1相比分别降低了33.82％、28.90％。
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| 关 键 词： | 涡轮动叶 多腔室凹槽 传热特性 叶顶泄漏 数值模拟 |
| 收稿时间： | 2021-08-17 |
| 修稿时间： | 2022-09-12 |
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