涡轮叶栅气膜冷却流场的数值研究

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提高涡轮进口温度是提高燃气轮机性能和改善其经济性的重要途径之一。气膜冷却技术作为重要的冷却手段,在燃气涡轮中得到了广泛的应用。为了提高冷却效率,深入研究涡轮叶栅通道内流动的详细机理是很有必要的。本文以一个涡轮叶栅气膜冷却实验模型为研究对象,采用Fine/Turbo软件包,分别对一个叶片前缘开有两道槽缝和两个叶片前缘开有直/斜孔的模型进行了数值模拟。数值计算的叶片表面压力分布与实验值吻合良好。在此基础上,详细分析了流场结构,并数值模拟了高温入口条件下叶栅流道及冷却孔附近的三维流场特性,比较了与常温入口情况下的异同。同时还讨论了冷气射流与主流之间的相互影响,以及吹风比、射流角、孔排数和排列方式等对叶片气膜冷却效率的影响。
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