發(fā)布時間：2017-07-05 13:03

  本文關(guān)鍵詞：燃氣輪機葉片氣膜冷卻數(shù)值模擬

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【摘要】：提高燃氣輪機效率關(guān)鍵在于提高燃氣透平的進口初溫，進口溫度的提高很大程度上依賴于燃氣輪機葉片的耐高溫材料。而目前的耐高溫材料尚不能滿足高溫燃氣的要求，透平葉片的冷卻技術(shù)就成為燃氣透平的關(guān)鍵。葉片采用的冷卻方式很多，其中氣膜冷卻是非常重要的一種冷卻方式。本文采用數(shù)值模擬的方法對氣膜冷卻進行了分析研究。通過平板單孔氣膜冷卻的計算分析，研究了葉片前緣的氣膜冷卻。本文分析比較了多種參數(shù)對氣膜冷卻效果的影響。 通過對平板單孔氣膜冷卻的數(shù)值模擬，直觀地了解到冷氣流在氣膜孔內(nèi)以及表面的流動情況。對比了不同吹風(fēng)比（冷卻射流與主流的質(zhì)量流量之比）下冷氣對表面的覆蓋情況，結(jié)果顯示吹風(fēng)比過大，冷氣會脫離表面，反而使得冷卻效果變差。而在其它條件相同時，，減小孔徑雖然能節(jié)省流量，但是冷卻效果并不理想。 對葉片前緣氣膜冷卻，研究了不同吹風(fēng)比、密度比、自由流湍流度、射流角度以及冷卻結(jié)構(gòu)的影響。吹風(fēng)比過低會導(dǎo)致主流進入頭部射流孔內(nèi)，過高會出現(xiàn)射流脫離葉片的現(xiàn)象；高密度的射流比低密度的射流更容易保持在表面處，因此，氣膜冷卻在高密度時比在低密度時更有效，冷卻效率隨密度比增加而增大；高湍流度的情況比低湍流度的情況氣膜有效度低，湍流度對低吹風(fēng)比時的影響比對高吹風(fēng)比時的影響大，對葉片壓力面的影響比對吸力面的影響大；改變射流角度使其與葉高成一定角度能改善頭部大部分區(qū)域的冷卻效果，但會使得底部區(qū)域的冷卻效果變得很差；在葉片吸力面壓力面增加氣膜孔排能提高前緣氣膜覆蓋不到的下游區(qū)域的冷卻效率，從而提高整個葉片的冷卻效率。
【關(guān)鍵詞】：葉片 氣膜冷卻 數(shù)值模擬 影響因素 吹風(fēng)比 冷卻效率
【學(xué)位授予單位】：上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TK474.71
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符號說明10-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 本文的研究背景及研究意義11-13
• 1.1.1 課題研究的背景11-12
• 1.1.2 課題研究的意義12-13
• 1.2 燃氣透平葉片冷卻技術(shù)綜述13-23
• 1.2.1 氣膜冷卻14-17
• 1.2.2 射流沖擊冷卻17-19
• 1.2.3 肋片擾流冷卻19-20
• 1.2.4 柱-肋冷卻20-21
• 1.2.5 組合及新型冷卻技術(shù)21-23
• 1.2.6 其他冷卻方式23
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容23-25
• 第二章 數(shù)值模擬計算方法25-28
• 2.1 控制方程25-26
• 2.2 湍流模型26-27
• 2.3 計算方法27
• 2.4 小結(jié)27-28
• 第三章 平板氣膜冷卻的數(shù)值模擬28-38
• 3.1 平板單孔模型分析28-31
• 3.2 不同吹風(fēng)比下的冷卻情況31-35
• 3.3 不同孔徑下的冷卻情況35-37
• 3.4 小結(jié)37-38
• 第四章 葉片氣膜冷卻數(shù)值模擬38-62
• 4.1 葉片模型及參數(shù)設(shè)置38-39
• 4.2 網(wǎng)格劃分及邊界條件的設(shè)置39-42
• 4.2.1 網(wǎng)格劃分39-41
• 4.2.2 邊界條件的設(shè)置41-42
• 4.3 數(shù)值計算結(jié)果及分析42-60
• 4.3.1 吹風(fēng)比與密度比的影響42-53
• 4.3.2 自由流湍流的影響53-55
• 4.3.3 射流角度的影響55-58
• 4.3.4 冷卻結(jié)構(gòu)的影響58-60
• 4.4 小結(jié)60-62
• 第五章 結(jié)論與展望62-64
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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2 張超;燃氣透平導(dǎo)葉氣熱耦合實驗與數(shù)值研究[D];中國科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2012年

本文編號：522044