氣冷渦輪葉片兩相流冷卻性能研究.pdf

1、為了提高當(dāng)代先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)總體循環(huán)熱效率，渦輪前溫和壓氣機(jī)增壓比正在逐漸提高。這將導(dǎo)致渦輪葉片工作溫度遠(yuǎn)高于其材料安全工作范圍，有效進(jìn)行葉片冷卻顯得尤為重要。為了突破這些限制，研究高效冷卻技術(shù)勢(shì)在必行。冷卻空氣加入水滴噴霧微粒兩相流冷卻便是研究熱點(diǎn)之一。水滴噴霧微粒/空氣強(qiáng)化換熱機(jī)制如下：水滴蒸發(fā)過程中氣化潛熱吸收大量熱量；水滴和氣化后水蒸氣擁有遠(yuǎn)高于空氣的大比熱容。
　　 本文主要針對(duì)對(duì)流換熱冷卻葉片和氣膜冷卻葉片冷氣進(jìn)口向冷卻

2、空氣中加入水滴噴霧微粒后氣液兩相流強(qiáng)化換熱特性進(jìn)行研究：
　　 1.利用mark-Ⅱ高壓氣冷渦輪實(shí)驗(yàn)葉柵對(duì)CFD氣熱耦合程序進(jìn)行數(shù)值仿真準(zhǔn)確度驗(yàn)證，分析湍流模型、轉(zhuǎn)捩模型對(duì)計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確度的影響，進(jìn)行流場(chǎng)和葉片傳熱分析；在CFD數(shù)值程序準(zhǔn)確度判定的基礎(chǔ)上，對(duì)有無耦合、冷卻、改變?nèi)~柵入口總溫、湍流強(qiáng)度Tu、攻角對(duì)氣動(dòng)和葉片傳熱的影響進(jìn)行分析。
　　 2.在mark-Ⅱ型葉柵試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過葉片對(duì)流冷卻通道進(jìn)口冷卻空氣加濕來研

3、究加濕前后冷卻強(qiáng)化性能，包括冷卻通道水滴微粒氣化水蒸氣含量分布、葉片表面溫度分布等。其次將mark-Ⅱ型改型為氣膜+對(duì)流復(fù)合型冷卻葉片，通過葉片冷卻通道進(jìn)口冷卻空氣加濕來研究加濕前后冷卻強(qiáng)化性能。
　　 3.針對(duì)C3X型多排氣膜冷卻葉片進(jìn)行氣液兩相流冷卻強(qiáng)化換熱性能研究，通過對(duì)前緣、壓力面和吸力面三個(gè)氣腔進(jìn)口冷卻空氣加入水滴噴霧微粒來研究加濕前后冷卻強(qiáng)化性能。通過改變加濕水滴噴霧/冷卻空氣質(zhì)量比、加濕水滴微粒直徑、主流燃?xì)馊肟诠?/p>