氣冷渦輪葉片兩相流冷卻性能研究.pdf

1、為了提高當代先進燃氣輪機總體循環(huán)熱效率，渦輪前溫和壓氣機增壓比正在逐漸提高。這將導致渦輪葉片工作溫度遠高于其材料安全工作范圍，有效進行葉片冷卻顯得尤為重要。為了突破這些限制，研究高效冷卻技術勢在必行。冷卻空氣加入水滴噴霧微粒兩相流冷卻便是研究熱點之一。水滴噴霧微粒/空氣強化換熱機制如下：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高于空氣的大比熱容。
　　 本文主要針對對流換熱冷卻葉片和氣膜冷卻葉片冷氣進口向冷卻

2、空氣中加入水滴噴霧微粒后氣液兩相流強化換熱特性進行研究：
　　 1.利用mark-Ⅱ高壓氣冷渦輪實驗葉柵對CFD氣熱耦合程序進行數(shù)值仿真準確度驗證，分析湍流模型、轉捩模型對計算結果準確度的影響，進行流場和葉片傳熱分析；在CFD數(shù)值程序準確度判定的基礎上，對有無耦合、冷卻、改變?nèi)~柵入口總溫、湍流強度Tu、攻角對氣動和葉片傳熱的影響進行分析。
　　 2.在mark-Ⅱ型葉柵試驗基礎上，通過葉片對流冷卻通道進口冷卻空氣加濕來研

3、究加濕前后冷卻強化性能，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+對流復合型冷卻葉片，通過葉片冷卻通道進口冷卻空氣加濕來研究加濕前后冷卻強化性能。
　　 3.針對C3X型多排氣膜冷卻葉片進行氣液兩相流冷卻強化換熱性能研究，通過對前緣、壓力面和吸力面三個氣腔進口冷卻空氣加入水滴噴霧微粒來研究加濕前后冷卻強化性能。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、主流燃氣入口攻