探究椭圆形旋流管型对旋流冷却流动与传热特性的影响

为了探究涡轮叶片前缘内部通道形状对旋流冷却流动与传热特性的影响,本文基于SST k–ω湍流模型,在射流雷诺数为12526~50104的范围内对有三个切向射流入口、短长轴比分别为0.8和0.6的两种椭圆形旋流冷却通道的流动与传热特性开展了数值计算研究,并将其与基准圆形旋流管在12倍直径长度范围内进行比较。研究结果表明,椭圆形旋流管具有更高的强化传热能力和更低的压力损失。在射流雷诺数为25052时,椭圆管在12D处的努塞尔数相较于圆形管降低了1.6%~19.8%,总换热量增加了13.2%~16.7%,压力损失降低了22.3%~62.4%。在相同射流入口雷诺数下,短长轴比为0.6的椭圆管的综合热性能最高,相对于圆形管增加了148.7%~177.8%。