旋转带肋低宽高比矩形截面双通道热传递数值模拟

摘要

涡轮部件是航空发动机中承受热负荷和动力负荷最大的部件，长期以来针对涡轮叶片的强化冷却问题一直是航空发动机领域关注的研究课题。在涡轮叶片内冷通道前缘面和后缘面敷设扰流肋片是涡轮叶片强化冷却技术之一。采用数值模拟方法研究了旋转带肋低宽高比(AR=1∶4)矩形截面双通道热传递.研究了不同旋转速度(n=0、550r/min和1100r/min)、不同肋角度(45°和90°)对通道内热传递影响.结果表明,对于第一通道前缘面,相对静止状态,旋转状态下其热传递被削弱;对于第二通道前缘面,随着转速增加,其热传递增强,这凸显了哥氏力对通道内热传递的影响.在低宽高比第二通道中,旋转效应明显降低(弯段效应占主导).对于第一通道前缘面,斜肋使壁面热传递增强,但沿着流向,这种强化趋势逐渐削弱,对于转弯段,直肋表现出更好的性能.