轉(zhuǎn)-靜盤(pán)腔系統(tǒng)的流動(dòng)與換熱特性數(shù)值研究.pdf

1、該文采用FLUENT商用軟件,對(duì)二維和三維轉(zhuǎn)-靜盤(pán)腔的流動(dòng)和傳熱過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究.計(jì)算域包括轉(zhuǎn)-靜盤(pán)和內(nèi)、外圍屏包圍的流體域以及一定厚度的轉(zhuǎn)盤(pán)固體域.論文主要工作和結(jié)果如下:(1)針對(duì)典型的轉(zhuǎn)-靜盤(pán)腔模型進(jìn)行數(shù)值研究,通過(guò)對(duì)單方程模型、高κ-ε模型和RNGκ-ε模型獲得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較以及與相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,結(jié)果表明,RNGκ-ε模型較高κ-ε模型和單方程模型更能準(zhǔn)確地模擬轉(zhuǎn)靜盤(pán)腔的流動(dòng).(2)針對(duì)一典型的徑向、軸向進(jìn)氣,徑向出

2、氣的轉(zhuǎn)-靜盤(pán)腔結(jié)構(gòu),系統(tǒng)研究軸向進(jìn)氣位置、徑向出口大小、旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)、無(wú)量綱質(zhì)量流量和軸向垂直/預(yù)旋進(jìn)氣等對(duì)盤(pán)腔內(nèi)流動(dòng)和換熱的影響,整理出轉(zhuǎn)-靜盤(pán)腔內(nèi)轉(zhuǎn)盤(pán)平均努謝爾數(shù)與旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)/無(wú)量綱質(zhì)量流量之間的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式.結(jié)果表明,高位軸向進(jìn)氣對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)換熱有利;不同的徑向出口大小對(duì)盤(pán)腔內(nèi)的流動(dòng)換熱影響不大;隨旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)和無(wú)量綱質(zhì)量流量增加,轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)面的換熱效果增強(qiáng).(3)自編用戶程序模塊,研究在軸向入流、徑向出流的轉(zhuǎn)-靜盤(pán)腔中,無(wú)量綱流量隨時(shí)間里階梯型

3、改變對(duì)盤(pán)腔流動(dòng)和換熱的影響.當(dāng)流量從某個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)改變時(shí),轉(zhuǎn)盤(pán)上的平均努謝爾數(shù)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)明顯的上升再降低過(guò)程;在每一次流量改變的初始階段,平均努謝爾數(shù)存在一個(gè)較大幅度的變化.(4)建立有離散的預(yù)旋噴嘴和葉片冷卻孔的預(yù)旋轉(zhuǎn)-靜盤(pán)腔的物理模型,研究預(yù)旋角θ=15°,30°,60°對(duì)盤(pán)腔流動(dòng)和換熱的影響,以及改變流動(dòng)參數(shù)等對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)面換熱的影響,并總結(jié)出轉(zhuǎn)盤(pán)平均努謝爾數(shù)與旋轉(zhuǎn)雷諾數(shù)/無(wú)量綱質(zhì)量流量之間的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式.結(jié)果表明,預(yù)旋進(jìn)氣的優(yōu)點(diǎn)在于增強(qiáng)