旋转状态带扰流柱楔形通道换热特性实验研究

作     者：张学姣 由儒全 李海旺 韩贺明 

作者机构：北京航空航天大学航空发动机研究院 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：重型燃气轮机透平叶片冷却设计方法与数据库项目(J2019-III-0007-0050) 

主　　题：换热 楔形通道 扰流柱 尾缘冷却 旋转数 

摘      要：实验研究了涡轮叶片旋转状态下带扰流柱侧向出流楔形通道换热特性。研究雷诺数范围为10000–80000、转速范围0～1000 r/min。旋转增强了通道的前后缘面平均换热，在通道内部X/D=8.23位置换热增强最明显：在雷诺数为10000时，转速为1000 r/min时比100 r/min前后缘平均换热增强211%，当雷诺数为80000时增强44.4%。在通道外部，各无量纲位置的换热均随着转速的增加而缓慢增加，不同无量纲位置的传热强化程度没有显著差异。转速为1000r/min时，雷诺数增大会增强换热：内部光滑区域无量纲位置X/D=3.97，80000雷诺数时换热是10000雷诺数时的3.31倍；外部扰流柱区域无量纲位置X/D=8.23，雷诺数为80000时的传热是雷诺数为10000时的1.47倍。本文的研究补充了涡轮叶片尾缘带扰流柱楔形通道在高雷诺数和高旋转数条件下的换热。