變冷氣流量和溫度對葉柵性能影響的試驗研究與數(shù)值模擬.pdf

1、隨著渦輪進(jìn)口溫度的提高，采用高效氣膜冷卻降低葉片表面溫度成為渦輪設(shè)計的主要目標(biāo)之一。本課題使用葉片葉背和前緣各有一排氣膜孔的渦輪葉柵試驗件，在中航工業(yè)燃?xì)鉁u輪研究院的高速風(fēng)洞中進(jìn)行了一系列帶冷氣渦輪葉柵試驗研究。試驗錄取了不同葉柵流動狀態(tài)時不同冷氣流量、不同冷氣噴射位置、不同冷氣溫度對葉柵流動損失和氣流角影響的試驗數(shù)據(jù)。結(jié)果表明冷氣流量對能量損失有較大影響，而對出口氣流角影響不大；冷氣溫度的變化對能量損失和出口氣流角影響不大；前緣噴射時

2、冷氣的作用限于邊界層內(nèi)，在葉背噴射時冷氣會帶來較大的摻混損失，同時易造成邊界層的分離。
　　采用CFD軟件對上述試驗結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值模擬比較，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果基本一致。對比分析了不同網(wǎng)格數(shù)（5萬、12萬、20萬、35萬、50萬）、不同網(wǎng)格結(jié)構(gòu)（網(wǎng)格出口距葉片尾緣0.5t、1.0t、1.5t）、不同湍流模型（k-ε模型、k-ε RNG模型、k-ω SST模型）、不同邊界處理方法和不同離散誤差等對三維數(shù)值模擬精度的影響，研究