检索结果-南通市图书馆

工程热物理学报 2023年第5期44卷 1341-1347页

作者：吕玥萱罗稼昊饶宇上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

交错肋是航空发动机涡轮叶片的一种高性能内冷结构,为研究涡轮叶片内部交错肋冷却结构的流动和传热特性,针对30°、35°和45°三种肋倾角的交错肋结构进行了雷诺数在17000~70000之间的稳态传热实验和数值模拟研究。数值计算的有效性通... 详细信息

交错肋是航空发动机涡轮叶片的一种高性能内冷结构,为研究涡轮叶片内部交错肋冷却结构的流动和传热特性,针对30°、35°和45°三种肋倾角的交错肋结构进行了雷诺数在17000~70000之间的稳态传热实验和数值模拟研究。数值计算的有效性通过与实验结果进行对比得到充分验证。实验结果显示,在子通道个数和雷诺数均相同的情况下,平均Nu数和摩擦因子均随肋倾角的增大而增加;对比30°倾角的交错肋结构,45°倾角交错肋结构的平均Nu数增加了40.7%,摩擦因子增加了204.9%,综合传热性能提升了13.4%。数值计算结果显示,肋倾角的增大不仅增强了转向区域的冲击作用,而且加强了对侧子通道间的流动掺混,从而达到强化传热的效果。

关键词：交错肋冷却肋倾角数值模拟流动传热传热实验

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船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部带肋冷却通道颗粒沉积特性研究

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推进技术 2020年第11期41卷 2499-2508页

作者：赵宏杰姜玉廷杜磊房一博郑群哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了探究船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部冷却通道内肋片角度的改变对颗粒沉积特性的影响,以7种不同肋片角度及1种弯头处加导流片的肋结构作为研究对象,运用CFD数值模拟对比分析各种冷却结构的流动换热性能以及颗粒沉积特性。结果表明:当... 详细信息

为了探究船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部冷却通道内肋片角度的改变对颗粒沉积特性的影响,以7种不同肋片角度及1种弯头处加导流片的肋结构作为研究对象,运用CFD数值模拟对比分析各种冷却结构的流动换热性能以及颗粒沉积特性。结果表明:当肋片角度改变时,内部通道的流动换热和弯头壁面的沉积率存在很大差异。肋片角度为45°的内部冷却通道的换热性能相比于换热性能最差的E型肋的平均努塞尔数高了25%;肋片角度为60°时,弯头壁面和弯头后壁面的沉积率最低;肋片角度为90°时沉积率最高;肋片角度为135°时换热性能最差,弯头壁面沉积率最低。肋片角度的改变对弯头侧壁的沉积率和各个部分的撞击率无显著影响,但是增加导流片可以有效降低弯头壁面的捕获率和沉积率以及弯头侧壁的沉积率、撞击率和捕获率。

关键词：船舶燃气轮机肋倾角流动换热颗粒沉积内冷通道

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船舶燃气轮机U型肋通道的颗粒沉积特性研究

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推进技术 2021年第8期42卷 1906-1914页

作者：赵宏杰姜玉廷郑群陈禹田陆松兵哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

为了探究船舶燃气轮机内部冷却通道的颗粒沉积特性,本研究以分析从随压气机抽取的气体进入涡轮内部冷却通道内的颗粒动力学特性及颗粒与壁面相互作用的特性出发,基于高温壁面建立速度场影响的沉积模型,利用用户自定义函数实现沉积模型与... 详细信息

为了探究船舶燃气轮机内部冷却通道的颗粒沉积特性,本研究以分析从随压气机抽取的气体进入涡轮内部冷却通道内的颗粒动力学特性及颗粒与壁面相互作用的特性出发,基于高温壁面建立速度场影响的沉积模型,利用用户自定义函数实现沉积模型与CFD程序的嵌套。并简化船舶燃气轮机涡轮内部冷却通道,选取了在气膜孔与壁面之间夹角β=90°时,下游肋倾角α不同(α=30°,45°,60°,75°,90°),及在下游肋倾角α=60°时,气膜孔与壁面之间夹角β不同(β=30°,45°,60°,75°,90°)的八种不同内冷结构进行数值计算。研究表明,在β=90°不变时,随着α=90°减小到α=30°,弯头壁面换热性能和沉积率逐渐呈下降趋势,下游肋与肋之间壁面上颗粒的撞击率逐渐上升。α=60°,β=45°的U型肋通道,是八个内冷结构中弯头壁面沉积率最少、换热性能最好、能够有效减少内部冷却通道颗粒沉积和改善船舶燃气轮机涡轮海洋环境工作适应性的内冷结构。

关键词：船舶燃气轮机肋倾角气膜孔颗粒沉积沉积模型

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再生冷却微通道结构优化及流动传热特性研究

再生冷却微通道结构优化及流动传热特性研究

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作者：孙嘉浩哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

超燃冲压发动机由于比冲大,飞行阻力相对较小,可以提供更高的飞行速度等优势,是未来航空航天动力系统的主要研究方向。但是由于来流滞止温度高和发动机燃烧释热的综合原因,超燃冲压发动机面临着严重的散热问题,目前最好的解决方案就是... 详细信息

超燃冲压发动机由于比冲大,飞行阻力相对较小,可以提供更高的飞行速度等优势,是未来航空航天动力系统的主要研究方向。但是由于来流滞止温度高和发动机燃烧释热的综合原因,超燃冲压发动机面临着严重的散热问题,目前最好的解决方案就是用发动机自身携带的燃料进行散热。所以提升碳氢燃料在发动机冷却通道内的换热性能非常有必要。建立了RP-3热裂解流固耦合换热数值仿真计算模型,验证了模型的可靠性。针对三维矩形微通道,设置了四种不同的网格密度,做了网格无关性验证,得出了最优的网格设置参数。探索研究了肋结构参数对超燃冲压发动机冷却通道换热的影响。首先先针对通道倒梯形、矩形以及正梯形结构进行了对比,得到了倒梯形结构要比矩形以及正梯形结构在入口传热恶化区的换热效果更好,可以有效的降低热边界层发展所导致的传热恶化现象。然后对倒梯形结构的肋倾角大小对冷却通道的影响进行了研究,得出随着肋倾角的增大,入口处传热恶化区换热效果更好,但是随着肋倾角增大到一定程度,入口处传热恶化区换热效果增加不明显,当肋倾角角度增大到101.3°时,达到最优的换热效果。分析了加速度对微细冷却通道换热的影响。对于竖直方向矩形冷却管道,加速度的不同主要影响的是流体在垂直于流动方向截面上的二次流强度。随着加速度的增大,流体二次流强度也会随之增大,通道的换热系数增大,换热性能增强,加热壁面温度随之降低。对于水平方向矩形冷却管道,加速度不同主要影响的是流体的湍流强度。随着加速度的增大,流体的湍流强度会随之增大。湍流强度的增强使得壁面换热系数增强,降低了加热壁面温度。研究了热流密度不均匀对并联微细冷却通道质量流量分配以及换热性能的影响。通过实验针对并联圆管得出高热流通道的质量流量小于低热流换热通道的质量流量。随着热流偏差的增大,碳氢燃料质量流量在并联通道间的偏差也会随之增大。当其中一个换热通道内碳氢燃料超过超临界温度,质量流量偏差会明显增大。通过数值仿真针对并联矩形通道计算得出,并联通道间的射流口不仅可以抑制由热流密度不均所带来的碳氢燃料质量流量分配差异,同时可以有效的降低加热壁面的壁面温度。

关键词：微细通道换热特性流量分配肋倾角加速度

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