叶栅前缘单排冷却孔气膜冷却效果数值研究

《叶栅前缘单排冷却孔气膜冷却效果数值研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第56卷第6期汽轮机技术V01．56No．62014年l2月TURBINETECHNOLOGYDec．2014叶栅前缘单排冷却孑L气膜冷却效果的数值研究袁野，万剑峰(1广东惠州天然气发电有限公司，惠州516082；2河南理工大学机械与动力学院，焦作454000)摘要：提高燃气轮机入口温度是提高其热效率和输出功率的有效措施，但目前燃气轮机进口的燃气温度已远超叶片材料的承受极限。为了降低燃气轮机叶片前缘的温度和提高温度的均匀性，对气膜冷却孔采用Cooling／Bleed(冷气喷射模型)模型，采用S—A(Spalart—Allmaras)模型，对叶栅进行了三维数值

2、模拟。模拟结果表明：除孔中心下游以外，降低倾斜角有助于降低前缘温度和提高温度的均匀性，另外吹风比越大效果越明显。关键词：燃气轮机；气膜冷却；倾斜角；吹风比分类号：TK474．7文献标识码：A文章编号：1001—5884【2014)06-0421-04NumericalStudyonSingleRowofCoolingHolesintheLeadingEdgeofBladeCascadeFilmCoolingEffectYUANYe．WANJian．feng(1GuangdongHuizhouLNGPowerCo．LtdGuangdong，Huizhou516

3、082，China；2SchoolofMechanicalandPowerEngineeringHenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)Abstract：Toimproveturbineinlettemperatureisaneffectivemeasuretoimprovethethermaleficiencyandtheoutputpowerofthegas—turbine．A3Dnumericalsimulation，whichisbasedonCooling／Bleed(air—jetmode1)

4、modelandS—A(Spala~一Allmaras)turbulentmodel，wascarriedouttoreducethetemperatureofthegasturbinebladeleadingedgeandimprovetemperatureuniformity．Theresultsshowthatapartfromthedownstreamholecenter，reducingtiltangleswillhelptoreducethetemperatureatleadingedgeandimprovetemperatureuniformi

5、ty，especiallyinthecaseofhighblowratio．Keywords：gasturbine；filmcooling；tiltangle；blowratio了单排冷却孔的主流脉动对气膜冷却效果的影响。Burd0前言等揭示了孔的长径比对冷却效果的影响。Leylekl9指出，短孔会产生“喷射”效应。对于燃气机来说，叶片是受到热应力最大的部件，特别国内研究者也做出了不少贡献。曾文演。。实验测量了是在叶片前缘区域。目前航空发动机的涡轮进口温度己达不同出口马赫数下的叶片压力分布，得到冷气喷射对整个叶到了2000K左右，比高压涡轮叶片的金属材料的熔

6、点高片表面压力分布影响不大，仅对冷却孔附近位置的压力分布400K，需要寻找到恰当的冷却方式。燃气轮机叶片的冷却方产生影响。王虎齐等⋯基于Ardey和Fottner的实验数据，式目前有多种，如空气冷却(包括气膜冷却)、水冷、蒸汽冷对前缘带有2排冷却孔的高压涡轮叶栅进行了气膜冷却实却、液态金属冷却和喷水冷却。但是，由于技术上的原因，只验，结果表明，吹风比对叶片表面的压力分布影响不大，仅在有空气冷却法得到了发展和应用。气膜冷却的研究是从40冷却孑L附近有较明显的变化。年代开始，在6O年代初期应用于燃气机叶片的冷却上，目前许多研究人员对喷射角度的研究局限于平板，很少

7、对实已成为广泛采用的最有效的冷却措施之一。际的扭曲叶片进行过研究。在文中基于Cooling／Bleed冷气关于气膜冷却的研究，近40年来已经取得大量研究成喷射模型，根据贴壁网格定义冷气喷射方向，采用S—A湍流果。Goldstein等人⋯早期的气膜冷却实验中发现存在一个模型对某实际透平叶型进行三维叶栅气膜冷却数值模拟，在最佳吹风比，使得气膜冷却效率值最大；Ammar等得出了吹风比为0．5，1．0和1．5的条件下，研究喷射角度和吹风比对单排孔在倾斜角35。下气膜冷却效果最好。Liess的单排倾叶栅前缘单排孔气膜冷却效果的影响。斜圆管气膜冷却实验的结果表明，马赫数

8、和主流加速度对气膜冷却效果的影响较小。Pederse