国家自然科学基金(51176111)
- 作品数：6 被引量：22H指数：4
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- 具有柱肋—凹陷复合阵列的涡轮叶片冷却结构内流动和传热研究
- 本研究以燃气轮机涡轮叶片内部高效冷却为应用背景,对具有柱肋一凹陷复合阵列的涡轮叶片冷却结构内的流动和传热性能开展实验和数值计算研究。针对具有不同配置方式的柱肋—凹陷复合阵列冷却通道,获得了在雷诺数范围82000500内的...
- 饶宇万超一
- 关键词：涡轮叶片冷却凹陷传热
- 涡轮叶片内部多通道微小扰流肋冷却流动传热实验研究被引量：5
- 2019年
- 在涡轮叶片内冷多通道中布置微小扰流肋是一种高效的强化换热措施。本文开展了具有三个弯折通道的涡轮叶片内部冷却结构流动压力损失和传热实验,该冷却通道的单侧面和双侧面布置有W形微小肋。通过开展稳态流动传热实验,获得了雷诺数为8500~60000时的平均换热和沿程流阻特性.在单侧面肋化通道中,W肋在第一流程换热最差,而在第三流程换热最好;通道双侧面布置w肋时,通道内的换热能力都获得增强,三个流程分别比光滑通道提高了0.5~1.4倍、1.5~1.7倍和1.9~2.1倍,但流动阻力明显增大。通过开展瞬态液晶热像传热实验还表明,W微肋板表面在第二流程换热强度分布主要受气流转折作用的影响,气流因转折引起的剧烈掺混使湍动能更高,有效地强化了第二流程表面的对流换热能力。
- 饶宇王德强李彦霖
- 关键词：多通道
- 具有微小W型肋的结构化表面冲击冷却实验被引量：5
- 2017年
- 将冲击冷却技术与肋化表面相结合,研究了一种具有微小W型肋的表面射流冲击冷却结构。通过稳态实验和瞬态热色液晶测试技术来探究光滑靶板和微小W型肋靶板的传热特性。测试时的冲击间距比为1.5,3和5,基于水利直径的雷诺数为15 000~40 000。结果表明:两种靶板的平均努塞尔数和压力损失均随雷诺数的增加而增加,随冲击间距比的增加而减小。当冲击间距比为1.5时,与光滑靶板相比,微小W型肋靶板的平均努塞尔数提高了5.1%~7.3%,压力损失却几乎不变。但当冲击间距比大于3时,由微小W型肋带来的强化传热效果并不显著。
- 陈鹏饶宇万超一
- 关键词：传热
- 狭窄通道具有针肋的表面冲击冷却实验研究被引量：4
- 2016年
- 本文通过热敏液晶瞬态测量技术对狭窄空间内的光滑靶板和带有针肋扰流的表面冲击冷却展开了实验研究,射流Reynolds数范围15000~30000。实验获得了冲击靶板表面高精度的局部Nusselt数分布,通过分析获得了如下结论:1)两种靶板上的横向平均Nusselt数比Nu/(Re^(0.8)Pr^(1/3))变化趋势均几乎不随Re数变化;2)带有针肋的表面冲击冷却其端壁平均传热性能比光滑靶板高约7.0%,压力损失最大提高约17.9%;3)带有针肋的表面冲击靶板上传热驻点的分布与光滑靶板几乎一致,针肋的存在不影响横流导致的射流偏移作用;4)由于针肋显著地增加了冲击冷却系统中的换热面积,因此针肋表面的射流冲击总体传热性能会比光滑表面射流冲击显著提高。
- 万超一饶宇陈鹏
- 关键词：针肋传热
- 具有针肋的狭窄空间冲击冷却实验和数值计算被引量：7
- 2016年
- 对具有全高度针肋扰流的狭窄空间冲击冷却进行了实验和数值计算,并与平板靶板冲击冷却传热性能进行了对比分析.射流冲击雷诺数范围为15 000~30 000.实验采用瞬态液晶热像技术获得了冲击靶板上详细的传热分布,并通过数值计算获得了冲击冷却系统中的流场和传热特征.实验研究表明：狭窄空间冲击冷却中的针肋靶板端壁上的平均传热性能比平板靶板提高约7.0%,压力损失提高约17.9%,并且针肋改善了靶板端壁上传热均匀性.另一方面,数值计算分析表明近壁面射流以及空间中的上洗涡流与针肋表面发生强烈相互作用,并且针肋显著地增加了换热面积,因此具有针肋扰流的冲击冷却系统具有显著增强的总体传热性能,比平板冲击冷却提高约27.0%.
- 饶宇万超一陈鹏
- 关键词：针肋传热燃气轮机
- 涡轮叶片冷却通道高性能微小肋湍流传热的数值研究被引量：9
- 2018年
- 为了提高涡轮叶片内冷通道的换热性能,针对分别带有直肋、斜肋、V肋和W肋这四种微小结构肋的冷却通道进行了数值计算并。通道宽高比为6,肋间距与肋高比为10,肋高与水力直径比为0.029。采用低雷诺数AKN k-ε模型研究了雷诺数范围从36700到60000时四种带肋通道的换热与流动特性并与实验结果相比较,发现通道换热性能和压力损失与稳态实验结果较一致。研究表明,W肋换热性能最优,其平均努塞尔数是流动充分发展的光滑通道的2.2到2.4倍,摩擦因子是光滑通道的3.7～4.0倍。其次是V肋、直肋,斜肋最低。分析流场发现直肋下游回流区最大,壁面努塞尔数在横向上较均匀,而斜肋、V肋和W肋因为二次流的存在回流区较小,壁面努塞尔数沿着肋展方向降低。
- 李彦霖饶宇王德强
- 关键词：涡轮叶片冷却传热
- 具有凹陷涡发生器的网格冷却结构内的流动与传热特性被引量：1
- 2013年
- 对一种具有U形子通道以及凹陷涡发生器的新型网格冷却结构内的流动和传热特性进行了实验和数值计算研究,通过数值计算可以较准确地获得网格冷却结构的传热性能和流阻性能.在数值计算模型得到验证的基础上,还分别对具有U形子通道和凹陷涡发生器的网格冷却结构,以及具有U形和矩形子通道的网格冷却结构内的流动和传热性能进行了对比研究.对比研究表明:与矩形子通道相比,U形子通道结构能够改善子通道底部的流动状况,降低流动阻力,但同时也略微降低了总体传热性能;在U形子通道壁面上布置凹陷涡发生器能够显著增强底部流动扰动,大幅提高传热性能,但同时也增加了流动阻力.
- 张翔饶宇
- 关键词：涡轮叶片传热凹陷
