采用热-流耦合方法对内冷式涡轮叶片换热的计算研究

摘要

本文对带有内冷通道的涡轮叶片的换热问题进行了计算研究。通过对外流场、叶片和内冷通道流场建立计算模型、进行耦合求解，得到了涡轮叶片温度场分布。在计算过程中叶片表面的热边界条件无法预先给出，需要由热量交换过程动态地加以决定，针对这一问题，本文采用了热-流耦合方法加以解决。 作为验证，采用热-流耦合方法计算了两个算例。第一个算例是流体绕流前缘为钝形二维平板的换热，并与分析解进行比较，计算结果和分析解吻合很好.第二个算例是对带有内冷通道的C3X、MarkⅡ涡轮叶片进行了计算，与实验结果进行了对比，计算结果与实验值吻合良好。 验证说明了热-流耦合方法的可靠性。在此基础上，本文采用热-流耦合方法对某叶片进行了三维计算。分别计算了实心叶片(无冷却)、带有八个径向内冷通道、带有径向冷却腔三种冷却形式，并且在计算中考虑了辐射的影响。 通过以上的计算说明热-流耦合方法求解涡轮叶片的耦合换热问题是可行的和有效的，为工程应用提供了有价值的参考。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章热-流耦合数值模型

第三章数值网格生成

第四章算例验证

§4.1流体绕流前缘为钝形平板的二维层流流动计算

§4.2涡轮叶片温度场计算

§4.3小结

第五章三维叶片耦合换热计算

第六章总结

参考文献

发表论文情况

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