燃机透平静叶尾缘柱肋通道内的汽雾/空气冷却流动与换热特性数值研究

发布时间：2023-04-20 01:52

　　基于通过提高燃气进口温度来提升燃气轮机热效率和增加出力的思想,采用ANSYS-CFX商用软件对模化的燃气轮机透平静叶尾缘楔形柱肋冷却通道中流动与换热特性进行了数值模拟,对比研究了冷却工质为空气和汽雾/空气时的冷却性能,以及不同的雷诺数和雾滴初始直径下雾滴在流动过程中的分布、努塞尔数、摩擦系数以及热力综合效率的变化情况。研究表明:雾滴初始直径越大、雷诺数越大,雾滴的流动距离越长;相同雷诺数条件下,相对于空气冷却,加入不同初始直径的雾滴可提高通道底面平均努塞尔数,换热效果强化越明显;底面平均努塞尔数的增幅与雷诺数和雾滴初始直径有关,为了达到最佳冷却效果,应考虑雾滴蒸发吸热和扰流两方面的影响;在冷却空气中加入雾滴后流动摩擦系数变化较小,综合考虑换热性能与流动阻力,加入汽雾可使热力综合效率最高提高26%。该结果可为燃机设计提供参考。

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【文章目录】：
1 计算模型和数值方法
    1.1 计算模型
    1.2 数值方法及验证
        1.2.1 网格无关性验证
        1.2.2 湍流模型验证
        1.2.3 汽雾/空气模型验证
        1.2.4 参数定义
        1.2.5 边界条件
2 计算结果及分析
    2.1 雷诺数对雾滴直径的影响
    2.2 雾滴初始直径对流动与换热的影响
    2.3 综合热力性能评价
3 结论



本文编号：3794644