發(fā)布時(shí)間：2017-11-17 09:06

  本文關(guān)鍵詞：渦輪機(jī)匣換熱實(shí)驗(yàn)與流固耦合數(shù)值研究

  更多相關(guān)文章： 渦輪機(jī)匣 流體-固體耦合傳熱 沖擊冷卻 氣膜冷卻 吹風(fēng)比 冷卻效率

【摘要】：渦輪機(jī)匣是航空發(fā)動機(jī)通過渦輪段的關(guān)鍵支撐,是控制發(fā)動機(jī)渦輪葉頂間隙的主要部件,它承受著主要的熱負(fù)荷、機(jī)械載荷和氣動載荷,工作環(huán)境非常惡劣。熱端部件冷卻方法的研究一直是現(xiàn)階段高溫燃?xì)獍l(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。作為典型的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪段熱端部件之一,渦輪機(jī)匣的通道結(jié)構(gòu)因?yàn)椴季中枰ǔ：懿灰?guī)則,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,往往包含多種流動形式,導(dǎo)致其換熱規(guī)律差距也很大,很難有統(tǒng)一的計(jì)算方法。目前,實(shí)驗(yàn)手段和三維、穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)值方法是研究渦輪機(jī)匣流動與換熱問題的兩個(gè)有效方式。本文以某型雙層多孔陣列渦輪機(jī)匣結(jié)構(gòu)為研究對象,采用基礎(chǔ)的換熱實(shí)驗(yàn),研究機(jī)匣內(nèi)部的流動與換熱特性,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與商業(yè)軟件ANSYS Fluent流體-固體耦合傳熱計(jì)算的結(jié)果作比較,兩種方法的流場數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)吻合較好,在一定誤差范圍內(nèi),可認(rèn)為耦合計(jì)算具有一定的準(zhǔn)確度和可信性。此渦輪機(jī)匣冷卻實(shí)際上是包含沖擊冷卻和氣膜冷卻的組合式冷卻,實(shí)驗(yàn)采用固定熱源代替實(shí)際熱燃?xì)獾难芯糠椒ň哂幸欢ǔ潭鹊牟蛔?本文采用流體-固體耦合傳熱方法研究了此具有“沖擊+氣膜”組合式冷卻特點(diǎn)的渦輪機(jī)匣結(jié)構(gòu)在真實(shí)工況下的換熱特性。首先,研究了氣動參數(shù)吹風(fēng)比BR對初始模型的冷卻效率、溫度分布和熱通量的影響規(guī)律,分析了氣膜的流向和展向有效性。而后研究了幾何參數(shù)沖擊距H/L和氣膜角β對組合式冷卻換熱特性的影響,結(jié)果表明,減小沖擊距和減小氣膜角,都會提升沖擊平面和氣膜平面的平均冷卻效率；減小氣膜角還能有效提升氣膜的流向和展向有效性。本文的相關(guān)研究都能為工程設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V231

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 戴萍;林楓;;氣膜孔幾何結(jié)構(gòu)對渦輪葉片氣膜冷卻影響的研究進(jìn)展[J];熱能動力工程;2009年04期

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本文編號：1195485