椭圆形叶片前缘气膜冷却特性研究

为探讨椭圆形前缘对叶片气膜冷却特性的影响,建立了3维半椭圆柱叶片前缘模型,利用FLUENT软件数值模拟研究了半椭圆柱形前缘单排圆柱孔在吹风比为1.0-2.0时孔下游气膜冷却效率。结果表明:展向平均气膜冷却效率随吹风比增大而降低,孔中心下游气膜冷却效率随吹风比的增大而降低。吹风比增大时复合角气膜孔使展向冷气覆盖面积变大,展向气膜冷却效率降低不明显。低吹风比时,气膜孔排距离滞止线越远,冷气在展向扩散性越好,气膜冷却效率越高。高吹风比时,孔排距离滞止线越远,冷气展向扩散性沿流向由差变好。

压气机叶片前缘形状与局部损失相关性

压气机叶型的椭圆形前缘相比传统圆弧形前缘能减小流动损失,扩大攻角范围,但加工难度提高。为了尽可能减少加工成本、充分利用椭圆形前缘的气动优势,研究了在不同来流条件下椭圆形前缘与圆弧形前缘的气动性能差异。利用椭圆方程重新设计CDA叶型的前缘;引入SST湍流模型加γ-θ转捩模型对计算模型进行数值模拟,分析叶片前缘的切向速度与熵分布;研究了叶片前缘曲率与局部流动损失的相关性,并详细比较了在不同来流条件下椭圆形前缘与圆弧形前缘的气动性能。分析结果表明,在攻角小于2°的正攻角、较高来流马赫数、较低来流湍流度与雷诺数条件下椭圆形前缘优势更明显。

前缘复合改型在压气机平面叶栅中的应用初探

为了探究同时应用不同前缘改型对压气机叶栅的影响,以DMU37动叶5%叶高处叶型的平面叶栅为原型,采用数值计算方法,探究4种椭圆形前缘改型及4种椭圆鼓包复合改型对叶栅流场及性能的影响,考虑的主要影响参数分别为椭圆长短轴比和鼓包波幅。结果表明:-6°～+4°冲角时,椭圆形前缘方案可不同程度地降低前缘吸力峰及总压损失系数,特别在正冲角条件时改善效果更好;长短轴之比为4的椭圆形前缘方案综合性能最好,主流区吸力峰高度降低56.3%,+4°冲角时,总压损失系数和可比原型叶栅降低5.8%;0°冲角下,椭圆鼓包复合改型的损失相比原型叶栅均有所增大;+4°冲角时,各椭圆鼓包复合改型方案均能有效降低损失,总压损失系数最多可比原型叶栅降低7.5%,表明椭圆鼓包复合改型在+4°冲角时可以提高叶栅气动性能。

燃气轮机涡轮叶片前缘气膜冷却性能仿真

为探讨椭圆形叶片前缘气膜冷却特性,采用数值仿真研究了半椭圆柱形前缘单排圆柱孔在吹风比为1.0和2.0时气膜冷却效率。结果表明:气膜冷却效率随吹风比增大而降低,沿着流向先降低再升高。低吹风比时,气膜孔排距离滞止线越远,冷气在展向扩散性越好,气膜冷却效率越高。高吹风比时,孔排距离滞止线越远,冷气展向扩散性沿流向由差变好。