凹陷渦發(fā)生器結構和尺寸對流動和傳熱影響的數值計算研究.pdf

1、提高燃氣輪機出功的一重要途徑是提高燃氣溫度，而燃氣溫度的提高對葉片等受熱材料的熱性能有更好的要求，因此發(fā)展更有效的冷卻結構已經成為燃氣輪機研發(fā)技術的瓶頸之一。而凹陷結構的突出優(yōu)點是在提高傳熱效果的同時又可以避免過大的壓力損失，因此在將來燃氣輪機內部冷卻中具有很好的應用前景。本文的主要工作是通過數值計算對凹陷內的流動和傳熱進行準確模擬并與實驗相驗證，根據計算結果對不同凹陷的流動和傳熱情況進行了深入分析比較。具體如下：利用穩(wěn)態(tài)模型數值計算模

2、擬研究了球形，橢球型，傾斜橢球型和淚滴型四種不同形狀凹陷的流動和傳熱性能；比較了帶肋球形凹陷和不帶肋球形凹陷的傳熱和流動效果并研究了肋高度對流動和傳熱的影響；比較了前倒圓和全倒圓與對應球形凹陷的流動和傳熱區(qū)別；探究了凹陷深度對流動和傳熱的影響。
　　研究結果表明：在雷諾數分別為8500，18700，36700，50500，60000下，四種不同形狀凹陷中淚滴型凹陷的換熱效果最好，雖然其摩擦阻力也最大，而且淚滴型凹陷的綜合熱性能也最

3、好；1.0mm的帶肋凹陷換熱比球形凹陷高出30％-40%，摩擦因子比球形凹陷高出80%左右；肋高對凹陷的流動和傳熱有一定影響，隨著肋高的增加凹陷傳熱有所增強，但摩擦阻力也顯著增大；前倒圓的換熱情況比球形凹陷略高3%左右，傳熱分布比球形凹陷均勻且摩擦阻力明顯更小。全倒圓換熱比球略低2%左右，但摩擦阻力最小，綜合熱性能最好。深度對凹陷傳熱影響，隨著深度增加球形凹陷換熱越強，摩擦阻力損失越大，從綜合熱性能參數來看凹陷深度為2mm的球形凹陷綜合