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宽雷诺数下肋参数对U型内冷通道流动与换热特性影响的实验研究
1
作者
万红牛
丁俣中
+4 位作者
程想
陈黎
王进
冀文涛
陶文铨
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期103-113,共11页
为了研究肋高和通道高的比值(e/H)、肋间距与肋高的比值(P/e)以及肋角度(α)对U型带肋通道流动与换热特性的影响,采用铜板法结合热电偶测量壁面温度分布,对6个不同肋参数U型带肋通道的表面换热特性进行了实验研究。带肋通道截面为正方形...
为了研究肋高和通道高的比值(e/H)、肋间距与肋高的比值(P/e)以及肋角度(α)对U型带肋通道流动与换热特性的影响,采用铜板法结合热电偶测量壁面温度分布,对6个不同肋参数U型带肋通道的表面换热特性进行了实验研究。带肋通道截面为正方形,实验的Re为5.0×10^(3)~1.0×10^(5)。研究结果表明,随着e/H和Re的增大,带肋通道的对流换热系数逐渐增大,但相应的流动损失增幅明显,e/H从0.08增大到0.12时,通道的阻力系数增大了近一倍。对于e/H=0.08的通道,P/e分别为6、8、10时,P/e为8时的对流换热系数和阻力损失均高于其他两种情况。相较于90°正交肋,带角度的斜肋能够进一步增强带肋通道的对流换热,75°肋的强化效果略强于60°肋。在实验参数范围内,对于几种不同的带肋U型通道,对流换热系数为光滑通道的1.9~3.0倍,阻力系数为光滑通道的4~16倍。综合考虑换热与流阻,e/H=0.08、P/e=8、α=45°的通道性能最好。
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关键词
涡轮叶片
内部冷却
带肋通道
对流换热
下载PDF
职称材料
冲击孔位置对涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性影响的实验研究
被引量:
1
2
作者
程想
丁俣中
+2 位作者
万红牛
冀文涛
陶文铨
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期59-71,共13页
为研究冲击孔位置对空冷涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性的影响,选择4种具有不同冷却结构的涡轮叶片开展了综合换热实验。实验叶片由低导热系数的树脂材料制成,分别为仅有气膜冷却结构的叶片0、具有正向冲击孔的叶片1、具有偏置冲击孔的...
为研究冲击孔位置对空冷涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性的影响,选择4种具有不同冷却结构的涡轮叶片开展了综合换热实验。实验叶片由低导热系数的树脂材料制成,分别为仅有气膜冷却结构的叶片0、具有正向冲击孔的叶片1、具有偏置冲击孔的叶片2以及具有交错偏置冲击孔的叶片3。使用红外热像仪拍摄得到实验叶片表面温度分布。实验结果表明,涡轮叶片综合换热特性由内部冷却和外部冷却共同决定。在吹风比较大时,射流冲击强化了冷却剂和叶片内壁面之间的换热,导致具有冲击冷却结构的叶片1、2、3相对于叶片0综合冷却效率提升了3.1%~6.7%。其中,因为冲击孔偏置,叶片2和3的冲击强化换热区域相对独立于叶片表面气膜覆盖区域,所以叶片2和3的综合冷却效率分布更为均匀,且大于叶片1。叶片0仅有气膜冷却结构,紧邻气膜孔出流位置冷却剂动能较大,在气膜孔出口下游冷却剂再贴壁形成热防护,使得距离气膜孔较远的区域冷却效率升高。在吹风比较小时:仅有正向冲击的叶片1相对于叶片0的综合冷却效率有所提高;由于偏置冲击消耗了更多了冷却剂动能,叶片2和3的综合冷却效率相对于叶片0明显降低,当吹风比为0.2时,二者分别下降了6.7%和11.6%。
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关键词
涡轮叶片
冲击孔位置
冲击/气膜复合冷却
综合冷却效率
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职称材料
题名
宽雷诺数下肋参数对U型内冷通道流动与换热特性影响的实验研究
1
作者
万红牛
丁俣中
程想
陈黎
王进
冀文涛
陶文铨
机构
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室
河北工业大学能源与环境工程学院
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期103-113,共11页
基金
国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅲ-0007-0050)
王宽诚青年学者项目
文摘
为了研究肋高和通道高的比值(e/H)、肋间距与肋高的比值(P/e)以及肋角度(α)对U型带肋通道流动与换热特性的影响,采用铜板法结合热电偶测量壁面温度分布,对6个不同肋参数U型带肋通道的表面换热特性进行了实验研究。带肋通道截面为正方形,实验的Re为5.0×10^(3)~1.0×10^(5)。研究结果表明,随着e/H和Re的增大,带肋通道的对流换热系数逐渐增大,但相应的流动损失增幅明显,e/H从0.08增大到0.12时,通道的阻力系数增大了近一倍。对于e/H=0.08的通道,P/e分别为6、8、10时,P/e为8时的对流换热系数和阻力损失均高于其他两种情况。相较于90°正交肋,带角度的斜肋能够进一步增强带肋通道的对流换热,75°肋的强化效果略强于60°肋。在实验参数范围内,对于几种不同的带肋U型通道,对流换热系数为光滑通道的1.9~3.0倍,阻力系数为光滑通道的4~16倍。综合考虑换热与流阻,e/H=0.08、P/e=8、α=45°的通道性能最好。
关键词
涡轮叶片
内部冷却
带肋通道
对流换热
Keywords
turbine vane
internal cooling
ribbed channel
convective heat transfer
分类号
TK47 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
冲击孔位置对涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性影响的实验研究
被引量:
1
2
作者
程想
丁俣中
万红牛
冀文涛
陶文铨
机构
西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室
西安交通大学能源与动力工程学院
出处
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第12期59-71,共13页
基金
国家科技重大专项资助项目(J2019-Ⅲ-0007-0050)。
文摘
为研究冲击孔位置对空冷涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性的影响,选择4种具有不同冷却结构的涡轮叶片开展了综合换热实验。实验叶片由低导热系数的树脂材料制成,分别为仅有气膜冷却结构的叶片0、具有正向冲击孔的叶片1、具有偏置冲击孔的叶片2以及具有交错偏置冲击孔的叶片3。使用红外热像仪拍摄得到实验叶片表面温度分布。实验结果表明,涡轮叶片综合换热特性由内部冷却和外部冷却共同决定。在吹风比较大时,射流冲击强化了冷却剂和叶片内壁面之间的换热,导致具有冲击冷却结构的叶片1、2、3相对于叶片0综合冷却效率提升了3.1%~6.7%。其中,因为冲击孔偏置,叶片2和3的冲击强化换热区域相对独立于叶片表面气膜覆盖区域,所以叶片2和3的综合冷却效率分布更为均匀,且大于叶片1。叶片0仅有气膜冷却结构,紧邻气膜孔出流位置冷却剂动能较大,在气膜孔出口下游冷却剂再贴壁形成热防护,使得距离气膜孔较远的区域冷却效率升高。在吹风比较小时:仅有正向冲击的叶片1相对于叶片0的综合冷却效率有所提高;由于偏置冲击消耗了更多了冷却剂动能,叶片2和3的综合冷却效率相对于叶片0明显降低,当吹风比为0.2时,二者分别下降了6.7%和11.6%。
关键词
涡轮叶片
冲击孔位置
冲击/气膜复合冷却
综合冷却效率
Keywords
turbine vane
impingement hole position
impingement/film cooling
integrated
分类号
V231.1 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
宽雷诺数下肋参数对U型内冷通道流动与换热特性影响的实验研究
万红牛
丁俣中
程想
陈黎
王进
冀文涛
陶文铨
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
冲击孔位置对涡轮叶片冲击/气膜复合冷却特性影响的实验研究
程想
丁俣中
万红牛
冀文涛
陶文铨
《西安交通大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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