摘要:本文数值研究了燃气轮机动叶叶顶凹槽不同肩壁厚度对叶顶间隙泄漏流动和换热特性的影响规律。数值方法采用时间推进法求解定常可压缩雷诺平均N-S方程,湍流模型采用标准ω . k 两方程模型。通过对计算所得的不同叶顶间隙条件下平顶叶栅的换热系数分布与试验数据相比较,验证了数值方法的可靠性。数值分析了凹槽叶顶不同肩壁厚度时的动叶顶部间隙流动和换热特性,研究结果表明:随着肩壁厚度从1.00mm增大到2.50mm,压力面侧凹槽肩壁顶部分离涡的尺度基本不变,高速气流绕过该处分离涡对肩壁顶部内侧的直接冲击加剧,于是肩壁顶部内侧换热系数增大。同时凹槽前缘附近吸力面分离涡、压力面回流涡逐渐向前缘移动,导致槽底前缘附近高换热区在后部出现尖角,凹槽后部压力面回流涡发展控制了凹槽内流动并逐步远离吸力面侧,导致槽底压力面侧低换热区域相对减小。
摘要:本文使用Fluent软件中的耦合换热模块,用非结构化网格对NASA Lewis 中心的Mark II 叶型进行了气固热耦合数值模拟,将数值计算结果与实验数据进行比较,验证耦合换热程序的可行性。由计算结果可知,叶片吸力面中段及尾缘处分别存在一强一弱两道激波,叶片前缘至强激波前为层流边界层,激波触发流体的转捩。由于全湍流模型无法求解层流边界层,使得叶片前缘及吸力面激波前部分温度分布与实验值相差较大,无法准确模拟。而激波后的温度分布与实验值吻合得很好。同时,流场和叶片中的温度分布表征出导热和对流换热的特性,说明在合适的湍流模型下的耦合换热计算是有效的。