多因素影响下平板气膜冷却效果的数值模拟

利用Fluent软件对N-S方程进行求解,采用Realizable k-ε模型,通过正交方法模拟孔型(选取姊妹孔、开槽圆柱孔、开槽姊妹孔)、吹风比和湍流度3个因素对平板气膜冷却效果的影响,选择最优冷却方案。结果表明:孔型对平板冷却效率的影响最大;采用开槽圆柱孔、吹风比为2.0、湍流度为15%时,平板表面气膜冷却效率最佳,比最低方案的冷却效率高167%,为3因素影响下的最优方案;采用姊妹孔冷却平板,气膜覆盖范围较小,平均冷却效率随吹风比的增大而降低;横槽与离散孔的有效结合能够抑制反向对涡旋的形成,从而提高冷却效率。

喷射角对涡轮发动机导叶端壁气膜冷却的影响

采用Standard k-ε紊流模型,并结合SIMPLE算法对流场进行迭代求解。研究了燃气轮机导叶端壁圆柱形冷却孔在4种不同入射角度a=25°、a=30°、a=35°和a=45°时的端壁气膜冷却效果,并分析了典型工况下不同角度的涡量分布,以及叶片压力面、吸力面的温度场。结果表明,叶片两侧马蹄涡会夹裹着冷却射流向吸力面偏移,马蹄涡对冷却射流的影响能力随着入射角度的增大而减弱。当M=2.0,α=35°时反向对称涡作用最小,冷却效果最好。端壁冷却射流喷射时,叶片压力面会产生一个低温带。