燃气透平叶栅端壁传热特性的数值研究

摘要

采用三维定常数值求解方法,研究了典型燃气透平跨音速叶栅端壁区域的流动和传热特性.通过计算得到了叶片表面和叶栅通道的压力分布以及端壁表面局部St数分布,计算值与实验值吻合良好.比较了3种湍流模型预测叶栅端壁附近二次流动和传热性能的精确度,研究结果表明:不同湍流模型对于叶栅内二次流动的计算结果区别不明显,对于端壁换热特性的计算影响较大,在所考核的湍流模型中,由SST湍流模型和V2F湍流模型计算得到的端壁St数分布与实验值吻合较好,其中以V2F湍流模型的预测结果最为精确.通过计算比较不同进口来流雷诺数和湍流度下叶栅端壁的传热分布,发现低雷诺数和高湍流度下叶栅前缘上游端壁的传热强度明显加强.雷诺数减小,压力面附近的端壁传热增强,吸力面附近的端壁传热强度减弱.湍流度增大,压力面和吸力面附近的端壁传热强度均减弱.