上游横向间断肋布置方式对气膜冷却性能的影响
管束横向节距对气体冷却器换热及阻力特性影响试验研究

对 相 关部件 进行 冷却 。为保证 冷却 后 的气 体温 度符 合要 求 , 对气 体冷 却器性 能的优化 研 究显得 极为 重要 。由于气 体冷 却器 热阻主 要集 中在基 管外 侧 ,为 改善传 热效 果 ,研究 人员将 主 要精 力 都集 中在 该侧 的换热 强化 上 。 强化气侧 换 热 的一 个 重要方 法就 是在基 管外侧 加 装各 种类 型 的翅 片。 工程 实 际应用 中通 常采 用 的翅 片有 平直 翅片 、 波纹 翅 片和开缝 翅 片等 。国内外研 究人 员L 』 2
l
卜 电 加 热 器 ; 一 验 段 ; 一 嘴 流 量 箱 ; 一风 机 ; - 机 ; 一 压 水 箱 ; 一 泵 ; 2试 3喷 4 5电 6稳 7水
8涡 轮流 量计 ;一 节 阀;0 进 口水室 ; 卜 出口水室 一 9调 1一 1
图 1 试 验 系 统 图
Fi . S h m ai f h o e-e t y t m g 1 c e t o em d l s s se c t t
该 系 统主 要 由空 气循 环 系统 和水 循 环 系统 两部 分 组成 ,并配 以测 量 系统 、 电气及 控 制系
统 和数 据采 集系 统等 辅助 系统 。 验 中 , 自引风 机 的空气 经 电加热器 加 热后沿 风道 到达 试验 试 来 段( 即气 体冷 却器 ) 并横 向冲刷翅 片 管束 ,与管束 内的冷却 水进 行热 交换 , 被冷却 后 的空气 流经 喷 嘴流 量箱 以测 量风量 , 最后 返 回引风 机完 成循 环 。 压水箱 中的冷却 水在 加热 到一 定温 度后 稳
翅 片型 穿片式气 体 冷却器 的换热及 阻力特 性进 行试验 研 究 , 为波纹 翅片 型 穿片式 气体冷 却器 的 性 能与 结构优 化提 供依据 。
叶片前缘表面气膜冷却的实验研究

叶片前缘表面气膜冷却的实验研究卫国华;赵志军;吴艳芳【摘要】燃气轮机叶片前缘处有很多高换热区,其中叶片前缘表面处是最先与高温燃气接触的位置,存在承受较高的热负荷的问题,目前较为常见的解决办法是气膜加冲击冷却.通过实验对比不同吹风比、不同曲率位置气膜冷却排孔的温度分布,得出以下结论:冷却效果以出气孔为起点向下游不断减弱,并且在不同的排孔处,下游减弱的趋势不同;当吹风比M<1时,吸力面气膜冷却有效度随吹风比的增加而逐渐增加;当吹风比M>1时,气膜冷却有效度随吹风比的增加而减小;下游曲率的增加可以有效地增加气膜冷却效果.【期刊名称】《能源工程》【年(卷),期】2017(000)006【总页数】4页(P28-31)【关键词】燃气轮机;前缘表面;气膜冷却;吹风比【作者】卫国华;赵志军;吴艳芳【作者单位】上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093;上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TK47近50年来重型燃气轮机技术有了革命性的进步,其中燃气轮机燃气初温和整机功率可以视为具有表征意义的指标。
燃气轮机燃气初温平均每年提高约12 ℃,然而金属耐温则以每年约8 ℃的速度增加[1]。
随着涡轮燃气温度的不断提高,涡轮叶片表面的冷却问题日益受到重视[2]。
燃气轮机高温部件冷却技术可分为内部冷却和外部冷却。
冷却空气在叶片内部强化传热的通道内流动,同时在叶片外侧吸收热量,达到降低叶片表面温度的目的,这种方式是内部冷却,主要有射流冲击冷却和柱肋冷却等。
外部冷却是指在高温部件直接开设槽或孔使内部的冷却空气流出表面并在主流的作用下对高温部件形成一层薄膜防止高温气体损坏热端部件。
在诸多的冷却技术中,气膜冷却具有较为明显的优势和较好的应用前景。
根据气体动力学原理和试验要求,本研究设计了直流式、开路、吹气式低速高温风洞,包括扩散段、稳定段、收缩段及试验段等,由空气压缩机供气,气-气换热器预热空气,电加热器加热主流。
浅析气膜冷却效率的影响因素

浅析气膜冷却效率的影响因素作者:吴冬来源:《科技经济市场》2014年第11期摘 ;要:为了提高航空燃气涡轮发动机的性能,现代航空发动机涡轮前入口燃气温度越来越高,给发动机带来一系列问题。
为了保证涡轮安全正常的工作,必须为涡轮叶片进行有效的冷却。
目前航空发动机涡轮叶片上主要采用的冷却方式是气膜冷却,它是一种十分有效的热防护措施。
本文通过分析比较国内外传热学者在改善气膜冷却效果方面大量的研究,提出了影响气膜冷却效果的因素:几何因素、流动状态。
关键词:涡轮叶片;气膜冷却;气膜冷却效率1 ;气膜冷却概述气膜冷却是由壁面上的喷口喷出一股冷气流(压气机出口气流)来阻隔高温燃气对壁面加热的一种十分有效的热防护措施[1],目的是隔热和保护工作表面不被高温燃气腐蚀,它是航空发动机叶片上采用的冷却方式之一,如图1.1所示。
在工程上,气膜冷却效率是气膜冷却的一个重要指标,它用来衡量冷气流对壁面保护效果的好坏,其定义为:从冷却效率的定义可知,冷却效率越高,其被保护工作表面的温度就越接近冷气流温度,气膜冷却效果就越好。
2 ;分析气膜冷却效率研究现状国内外传热学者在提高气膜冷却效率这个重要指标方面做了大量的实验和理论研究。
综合来看,常常采用的方法有三个:一是在被保护工作表面增加一些特殊结构;二是研究新孔型;三是改变其流动因素。
(1)在被保护工作表面增加一些特殊结构在被保护工作表面增加一些特殊结构,如给气膜冷却孔出口的工作壁面上增加横向槽[2]和给气膜冷却孔上游表面安装突片等一些特殊结构。
分析表明:在气膜冷却孔出口增加横向槽,冷气流首先在横向槽内扩散、减速,使得冷气贴附在工作壁面,阻隔高温燃气对工作表面加热,气膜冷却效果也明显改善;在给气膜冷却孔上游表面安装突片,使得高温燃气核心区远离工作壁面,从而避免了与从气膜孔喷出的冷气流的剧烈掺混,提高了冷气有效利用率,使得冷却效果显著提高。
(2)研究新孔型研究新孔型,如发现了扇形孔、锥形孔、簸箕形孔、双扇形孔[3]、双出口孔等,如图2所示。
间隙射流对端壁气膜冷却性能影响的实验研究

间隙射流对端壁气膜冷却性能影响的实验研究姚韵嘉;祝培源;陶志;宋立明;李军【摘要】为了研究叶栅上游间隙射流对扇形叶栅端壁气膜冷却性能的影响,自主设计并搭建了考虑环形叶栅效应的扇形叶栅试验系统,利用红外测温技术,实验研究了上游间隙射流对扇形叶栅端壁气膜冷却性能的影响,测量了不同间隙射流质量流量比和不同间隙射流角度条件下扇形叶栅端壁气膜有效度.实验结果表明:间隙射流能够对端壁前部区域形成一定的冷却保护,端壁二次流结构对于冷却气膜具有较大的影响,使得冷却气膜主要集中在叶栅通道前部端壁区域且靠近叶片吸力面的区域,而对于叶栅通道靠近叶片压力面侧几乎没有保护作用;随着间隙射流质量流量比的增加,端壁气膜有效度提高,气膜分布范围增大,减小间隙射流角度可有效提高冷却射流对端壁的气膜冷却作用;射流质量流量比为1.0%、1.5%、2.0%时,间隙射流角度由45°增加至90°使端壁气膜有效度最大降低了17%、15%和13%.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2019(053)003【总页数】8页(P43-49,55)【关键词】间隙射流;端壁;气膜冷却;红外测温【作者】姚韵嘉;祝培源;陶志;宋立明;李军【作者单位】西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安;西安交通大学叶轮机械研究所,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TK263.3由于端壁区域存在大范围的、复杂的三维二次流结构,成为燃气轮机内部流动传热机理最复杂的区域之一。
燃气透平进口温度不断增加,燃烧室出口温度分布也越来越扁平[1],上游间隙对端壁气膜冷却性能的影响愈发严重。
针对上游间隙射流对于端壁气膜冷却性能的影响,Thole等对存在上游间隙射流时,叶片端壁气膜有效度分布进行了详细测量,结果表明,受到端壁二次流的影响,气膜主要覆盖在通道前部并靠近叶片吸力面侧[2]。
动静干涉下高压涡轮外环非定常气膜冷却性能分析

2018版一年级数学下学期期末考试试题北师大版A卷含答案班级:_______ 姓名:_______ 学号:_______(试卷60分钟,满分为100分,附加题单独20分)题一二三四五六七八九附加题总分号得分同学们,一个学期过去了,你一定长进不少,让我们好好检验一下自己吧!一、我会填(本题共10分,每题2分)1、比6大比10小的数有()。
2、小朋友们排成一队做操,小红的前面有5人,后面有4人,从前往后数,小红排在第()个,这一队共有()人。
3、填空(人民币换算)。
1元=( )角 1角=()分24角=()元()角 48分=()角()分87角=()元()角 4元5角=()角67分=()角()分 23角=()元()角4、一个两位数,个位数比8大,十位数比2小,这个两位数是()。
5、填上合适的人民币单位。
一件上衣56 ()一个布娃娃4()一盒彩笔9 ()一根跳绳2 ()一支铅笔5()一个书包30()一个练习本4()一个笔筒4()5()一枚邮票8 ()一个文具盒5()一本故事书5()7()二、我会算(本题共20分,每题5分)1、小亚准备买4元钱的铅笔和10元钱的蜡笔,她带了15元钱,够不够,如果不够还缺多少元?如果够了还剩多少元?答:_____ ,还剩下()元。
2、计算题,我会做,瞧我的!3厘米+18厘米= 20厘米-8厘米=35厘米-26厘米= 45米+6米=1米-99厘米= 56厘米+14厘米-32厘米=100米-74米= 17米38厘米+62厘米=3、先计算,再填空。
4、树形图计算,填数。
三、我会比(本题共10分,每题5分)1、在○里填上“>”、“<”或“=”。
8+5 ○ 12 7+9 ○ 17 6+8 ○ 6+99+4 ○ 13 8+8 ○ 18 9+7 ○ 10+66+9 ○ 16 4+8 ○ 14 9+5 ○ 9+92、在○里填<、>或=10○8 6○6 8○6+1 4-4○05+4○10 10-3○8 7-3○2+3 6+3○7+3四、选一选(本题共10分,每题5分)1、同学们去浇树,六年级浇了30棵,三年级比六年级浇的少一些。
吹风比和肋板对叶片尾缘开缝气膜冷却特性的影响

吹风比和肋板对叶片尾缘开缝气膜冷却特性的影响
何坤;王茜;晏鑫
【期刊名称】《西安交通大学学报》
【年(卷),期】2024(58)5
【摘要】为了阐明吹风比和肋板对燃气透平叶片尾缘开缝区域气膜冷却性能的影响,采用延迟-分离涡模拟方法求解了尾缘开缝模型的流量系数、非定常流场结构和气膜冷却效率,采用实验数据考核了延迟-分离涡模拟方法对流量系数和气膜冷却效率预测的有效性,获得了使尾缘开缝壁面气膜冷却效率最佳吹风比。
结果表明:流量系数随吹风比增加而增大,但吹风比大于0.65后,流量系数几乎不受吹风比影响;在吹风比0.20~0.65范围内,尾缘开缝壁面气膜冷却效率随吹风比增加而增加;在吹风比0.80~1.25范围内,冷热气掺混剧烈,冷却效率略微下降;肋板结构增加了冷气通道的阻塞效应,并限制了开缝区域冷气旋涡的发展,导致展向涡提前扭曲、变形和分解;相对于无肋板结构,带肋尾缘开缝结构的流量系数下降了约5%,气膜冷却性能提升了约10.8%。
开缝下游的旋涡脱落和冷热气流间的掺混是影响开缝壁面冷却效率的主要原因,综合考虑冷气消耗和气膜冷却效率,无肋板时最佳吹风比为0.65,带肋板时最佳吹风比为0.5。
【总页数】12页(P99-110)
【作者】何坤;王茜;晏鑫
【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK47
【相关文献】
1.吹风比对涡轮叶片尾缘气膜冷却效率影响
2.直肋对扩张型尾缘半劈缝气膜冷却特性影响的实验研究
3.紧凑凸肋通道对尾缘劈缝气膜冷却特性的影响
4.肋板倾角和形状对尾缘开缝区域非定常冷却性能的影响
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不同工况对燃气轮机平板气膜冷却效率影响的实验研究
Ke r s i m o i g o l g efc ie e s i e e tc n i o s y wo d :f l c o n ;c i f t n s ;d f r n o dt n n e v f i
t e e p rme t l s l ,t ee e t e e so l o l g i a ay e .T er s lss o h t ai n lo t zn o l g te n l h x e i n a u t h f vi n s f m c o i n l z d h e u t h w t a t a p i i gc i h o- e r s v i f n s r o mi n e
遍 在 10 K 左 右 , 超 过 了 叶 片材 料 所 能 承 受 的温 80 远 度 。为 保证 叶 片 的寿 命 及 燃 气 轮机 安 全 性 、 定 性 , 稳
2 实 验 件 及 实 验 系统
为研究不 同工况对平板气膜冷却的影响规律 , 实 验在热态低速高温风洞中进行 , 具体实验件几何尺寸 和实验台结的冷却系统。在众多冷却技术 中, 气膜 冷却技术具有明显的优势和较强的应用前景。 圆柱孔 平 板模 型 作 为 最基 础 的研 究 气 膜冷 却 技 术的形式已有深人 的研究。平板模型能够较容易 的
研究 各 个参 数 的影 响 , 经过 稍许 的修 正就 可 以应 用 并 于 实 际的设 计 。G ls i R …对 所有 在 1 7 年 前 odt n .J e 9 1 发 表 的关 于平 板气膜 冷 却技术 研究 的文献做 了综 述 , 并 给 出 了各 种 几 何 和 流动 因 素 对 气 膜 冷 却 的影 响 。
内部横流对外部气膜冷却特性的影响
内部横流对外部气膜冷却特性的影响骆剑霞;朱惠人;刘存良;贾广森【摘要】Different internal crossflow(Re Dh =50 000,100 000)have been compared to find out the effect on the external film cooling performance based on the model of smooth secondary flow chan-nel with crossflow.The local surface film cooling effectiveness and heat transfer coefficient were measured with a transient liquid crystal technique. Discharge coefficient of film hole has also been measured.With the increase of internal crossflow, discharge coefficient decreases,and heat transfer is enhanced.About the film cooling effectiveness, result of the small crossflow case is higher than the other case at Br = 0.5;at the contrary,film cool-ing effectiveness is higher at the stronger crossflow case,especially,the lateral average film cooling ef-fectiveness is about 180% higher than the case with Re Dh = 50 000.%针对内部光滑横流通道,分析对比了内部横流(ReDh =50000,100000)对外部气膜冷却特性的影响。
后台阶三维缝隙气膜冷却的非稳态数值模拟
后台阶三维缝隙气膜冷却的非稳态数值模拟
原和朋;朱惠人;孔满昭;刘海涌
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2007(28)6
【摘要】为了进一步深入了解涡轮叶片尾缘冷却结构的气体流动情况及冷却特性,在原有稳态计算模型的基础上建立了非稳态的计算模型,研究了不同吹风比下(0.5,2.0)的出口壁面冷却效率的分布情况。
计算结果表明:(1)非稳态效应使得出口下游的湍流度增大,非稳态时均冷却效率的计算结果比稳态的要低一些。
(2)吹风比为2.0时,二次流对出口附近流动起决定作用,并且冷气的横向掺混充分,主流二次流的上下掺混缓慢;吹风比为0.5时,主流与二次流的上下掺混剧烈,非稳态的计算结果在出口肋后附近的冷却效率比稳态结果有所提高。
(3)非稳态的计算结果比稳态的计算结果更接近实验结果。
【总页数】5页(P607-611)
【关键词】涡轮叶片;三维缝隙^+;薄膜冷却;非稳态^+;数值仿真
【作者】原和朋;朱惠人;孔满昭;刘海涌
【作者单位】西北工业大学动力与能源学院
【正文语种】中文
【中图分类】V231.1
【相关文献】
1.尾迹对气膜冷却影响的三维非定常数值模拟 [J], 袁锋;竺晓程;杜朝辉
2.后台阶三维缝隙冷却效率的数值模拟 [J], 原和朋;朱惠人;孔满昭
3.非定常尾迹对动叶气膜冷却影响的数值模拟 [J], 李少华;李知骏;曲宏伟;郭婷婷
4.非定常激波对气膜冷却影响的数值模拟 [J], 周勇;赵晓路;徐建中
5.气动参数对后台阶三维缝隙气膜冷却效率的影响 [J], 朱惠人;原和朋;周志强;许都纯
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冷却流通道流动对气膜冷却影响的实验研究
由于扇形孔出口面积大,其气膜出流的贴壁性更好,气膜出流向两边展开的面积将更广,
从而导致在相同的流量下扇形孔气膜层厚度相对圆孔结构将更薄,这样在交叉流模型
中,当扇形孔气膜出流的反向对漩涡结构受到影响时,较薄的气膜层将可能被主流气体
击穿,主流气体卷入冷却气体边界,从而使其冷却效果不如压力仓模型。其次还可以看
响,冷却气体还具有单方向旋转的作用,而在横槽中,主流的速度较低,这种单向旋转
的作用将使气膜出流更易横向展开,双重作用使气膜具有更好的横向展开作用。
总体而言,对于开槽孔结构其表现出来的规律和圆孔结构较为相似,原因在于本实
验中研究的开槽孔结构其槽的深度较浅,横向槽对气膜冷却的影响有限,因而和圆孔结
构的规律较相似。
参考文献
1 Walters D K, Leylek J H. A Systematic Computational Methodology Applied to a Three Dimensional Film-Cooling Flowfield. Journal of Turbomachinery, 1997, 119:777-785.
η
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
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0.0
0
5
图 7 扇形孔模型平均冷却效率分布
M=1.5 交叉流 压力仓
10
15
20
X/D
而且从壁面的温度分布图(图 8)中也可以看出来,相同吹风比的情况下,扇形孔
压力仓模型气膜覆盖壁面的效果也比交叉流模型要好。原因主要在于,交叉流由于受到
冷却流通道内流速的作用,气膜出流的反向对漩涡结构将受到影响,与圆孔结构相比,
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涡对 , 从 而增加 冷 却射 流 的展 向扩散 , 有 利 于提 高下 游 气膜 冷却 性 能 , 而 两端 间 断肋会 诱 导 主 流产 生一 个 与 肾形涡 旋转 方 向相 同的 涡对 , 该 涡对会 进 一步 抬 离冷却 射 流 , 降低 下游 气膜 冷 却 性 能 ; 在
上 游 横 向 间断 肋 布 置 方 式 对 气 膜 冷 却 性 能 的影 响
郑 达仁 ,王 新 军 ,张峰 。 ,袁 奇 。
( 1 . 西 安 交 通 大 学 叶 轮 机 械 研 究 所 ,7 1 0 0 4 9 ,西 安 ;2 . 陕 西 省 叶轮 机 械 及 动 力 装 备 工程 实验 室 ,7 1 0 0 4 9 ,西 安 )
摘要 :为 了采 用气膜 冷却 来保 护燃 气轮 机 叶片免 受高温侵 蚀 , 针 对进 一 步提 高 气膜 冷却 效 率 、 减 少
冷却 空 气 消耗 量 的 需求 , 提 出 了带有 上 游 间 断肋 的 气膜 冷 却 结 构 。采 用 k -  ̄湍 流模 型 数 值研 究 了 带有 上 游横 向肋 结构 的 气膜冷 却性 能 , 分析 了横 向 无 间断 肋 、 两侧 间断 肋 、 间 断数 段 肋和 中 间间 断
Abs t r a c t : To pr o t e c t t he g a s t u r bi ne bl a d e s s uf f e r i n g f r o m t he ho t g a s by a d a p t i ng t he f i l m c o ol i ng t e c hn ol o gy,a no v e l f i l m c oo l i n g ge o me t r y wi t h a n u ps t r e a m r a mp i s pr o po s e d i n vi e w o f t he r e qu i r e me nt f or f ur t he r i n c r e a s i n g a di ab a t i c f i l m c oo l i n g e f f e c t i v e ne s s a n d de c r e a s i n g e xp e n s e of c o o l a nt .The pe r f or ma nc e o f f i l m c oo l i n g wi t h u ps t r e a m r a mps i s n ume r i c a l l y i n ve s t i g a t e d wi t h 肛E t ur bul e nc e mo de 1 . The e f f e c t s o f a r r a n ge me nt f o r f our di f f e r e nt r a mp s, i nc l u d i ng t h e
气膜 孔 上 游 布 置 中心 间 断 肋 能提 供 最 高 的 展 向 平 均 绝 热 气 膜 冷 却 效 率 和 实 际 热 降 值 。
关键 词 : 气膜 冷 却 ; 上 游 间断肋 ; 布 置 方式 ; 冷却性 能
中 图 分 类 号 :T K2 6 3 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :0 2 5 3 — 9 8 7 X( 2 0 1 7 ) 1 1 - 0 0 0 7 — 0 7
Ef f e c t o f Ar r a n g e me nt f o r Up s t r e a m Di v i d e d Ra mp s o n Fi l m Co o l i ng Pe r f o r ma nc e
Z HENG Da r e n ”,W ANG Xi n j u n “,Z HANG பைடு நூலகம்Fe n g ,YUAN Qi ’
第5 l 卷
第 1 1期
西 安 交 通 大 学 学 报
J OURNAL OF XI ’ AN J I AOTONG UNI VERS I TY
Vo 1 . 5 1 No . 1 1
NO V .2 01 7
2 0 1 7年 1 1月
DOI :1 0 . 7 6 5 2 /  ̄t u x b 2 0 1 7 1 1 0 0 2
肋 这 4种 上 游 不 同横 向肋 布 置 方 式 对 气 膜 冷 却 流 动 的 影 响 , 比 较 了 4种 结 构 的 气 膜 冷 却 效 率 和 换
热 系数 。结 果表 明 : 横 向肋 对 下游 冷 气的卷 吸 能力 与肋 片 长度 有 关 , 与 肋 片 的布 置 方式 无 关 ; 不同
u n d i v i d e d r a mp,t h e r a mp d i v i d e d i n t h e l a t e r a l s i d e s ,t h e r a mp d i v i d e d i n s e v e r a l p o s i t i o n s a n d
( 1 .I ns t i t u t e o f Tu r b o ma c h i n e r y。Xi ’ a n J i a o t on g Un i v e r s i t y ,Xi ’ a n 7 1 0 0 4 9,Chi n a
2 .S ha a n x i En g i n e e r i n g L a b o r a t o r y o f Tu r b o ma c h i n e r y a n d Po we r Eq u i p me n t ,Xi ’ a n 71 0 0 4 9,Ch i n a )