跨声速涡轮叶栅通道内气膜冷却数值研究

摘要

本文应用realizable k‐ε两方程模型，对跨声速涡轮叶栅通道内气膜冷却特性进行了数值研究，得到了不同气膜孔倾角和吹风比下的叶栅通道内流场流动特征以及气膜冷却效率的变化规律。计算结果表明：在涡轮叶栅进出口压比一定的条件下，叶栅通道内展现了跨声速流动特征；通道最小截面位置产生第一次的超声速流动，第二个气膜孔下游会产生主流的第二次超声速流动，这两个超声速流动区域的大小和强度与气膜射流孔倾角、吹风比有关。在本文所给气膜孔倾角的范围内，气膜冷却效率随吹风比的增加而普遍升高。在较大的孔倾角下，气膜孔下游一定范围内的壁面冷却效率保持基本不变的趋势。较小的气膜孔倾角不仅使气膜出流贴壁流动，而且对主流的干扰小，因此可以保持较高的冷却效率。在较小吹风比下，冷却效率曲线的变化趋势与气膜孔倾角基本无关。