航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作中,從外界大氣進(jìn)入的顆粒以及燃油中的顆粒物在沒有得到充分燃燒后,形成的熔融顆�？赡軙�(huì)沉積在渦輪葉片以及端壁表面,從而增大渦輪內(nèi)流動(dòng)表面的粗造度,增加氣流分流現(xiàn)象,而且沉積在表面的顆粒也會(huì)影響渦輪中冷卻,這樣不僅會(huì)影響氣膜冷卻效率,沉積達(dá)到一定規(guī)模后還有對(duì)渦輪部件失效或整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的失效。通過仿真模擬計(jì)算在渦輪部件上沉積分布以及沉積厚度,對(duì)于渦輪后續(xù)的壽命預(yù)測(cè)都有一定的參考價(jià)值。本文主要利用Fluent中離散項(xiàng)DPM模擬顆粒入射,并計(jì)算顆粒在渦輪內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。本文在顆粒粘附的基礎(chǔ)上提出了顆粒剝離條件,主要針對(duì)粘附在壁面上的顆粒進(jìn)行受力分析,并且通過流動(dòng)阻力與顆粒和壁面之間的粘性力的力矩大小來判斷顆粒是否發(fā)生滾動(dòng)剝離。又通過C#編寫合適的網(wǎng)格重構(gòu)過程來模擬非穩(wěn)態(tài)的沉積過程,使得網(wǎng)格調(diào)整的體積等于顆粒沉積的體積,從而準(zhǔn)確的得到顆粒在渦輪壁面的沉積分布以及沉積厚度。本文利用石蠟顆粒沉積實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證顆粒沉積機(jī)理,并對(duì)其進(jìn)行了有無剝離條件下仿真模擬,發(fā)現(xiàn)顆粒在平板氣膜孔后兩側(cè)發(fā)生剝離的數(shù)量較多。通過對(duì)渦輪內(nèi)部顆粒的沉積的研究,發(fā)現(xiàn)顆粒在渦輪端壁前緣處滯止點(diǎn)沉積量最大,主流溫度的升高會(huì)降低顆粒在滯止點(diǎn)的沉積厚度。由于渦輪內(nèi)部通道渦的影響,顆粒在在壓力面?zhèn)鹊某练e多于吸力面的沉積。由于在端壁尾緣處流體的速度較快,顆粒在尾緣處發(fā)生剝離量較大。對(duì)于帶有氣膜孔的端壁研究發(fā)現(xiàn),冷流會(huì)對(duì)阻礙顆粒沉積,但是氣膜之間的位置顆粒沉積量會(huì)增多。總體來說,本文利用UDF將沉積機(jī)理帶入沉積的計(jì)算過程,并且通過對(duì)動(dòng)網(wǎng)格的調(diào)整,可以更加準(zhǔn)確的得到渦輪表面的沉積現(xiàn)象,方便以后研究沉積現(xiàn)象對(duì)渦輪內(nèi)部氣流流動(dòng)和傳熱的影響。
【學(xué)位單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：V235.1
【部分圖文】：

粒動(dòng)量 Stokes 數(shù)大于 10 時(shí)，顆粒容易e[10]二人發(fā)現(xiàn)動(dòng)量 Stokes 數(shù)遠(yuǎn)小于 0.1 的的影響，而且近壁區(qū)域二次流對(duì)顆粒的沉積顆粒在渦輪葉片間的輸運(yùn)過程和機(jī)理，其研4個(gè)因素的影響：顆粒自身的慣性，顆粒的湍流擴(kuò)散效應(yīng)，顆粒在近壁面會(huì)被卷入湍流和冷壁面間的溫度梯度產(chǎn)生的熱泳力會(huì)對(duì)對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象則會(huì)影響0.05-0.1μm顆粒的運(yùn)動(dòng)軌加速沉積設(shè)備(TADF- Turbine accelerated d擬實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)可以提供和實(shí)際渦輪相近的的方式加速顆粒沉積的過程。通過增加燃驗(yàn)中模擬渦輪10,000小時(shí)的沉積情況。

圖 0-2 langston 總結(jié)的端壁流場(chǎng)為sharma和Butler 的發(fā)現(xiàn)，吸力面?zhèn)鹊鸟R蹄渦分支圍著通道渦盤繞面上，二次流帶來的漩渦還把入口邊界層氣流帶向葉片的頂部。

圖 0-2 langston 總結(jié)的端壁流場(chǎng)1-3為sharma和Butler 的發(fā)現(xiàn)，吸力面?zhèn)鹊鸟R蹄渦分支圍著通道渦盤繞而不吸力面上，二次流帶來的漩渦還把入口邊界層氣流帶向葉片的頂部。
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊星;劉釗;劉戰(zhàn)勝;豐鎮(zhèn)平;;端壁錯(cuò)位對(duì)端壁泄漏流冷卻的影響研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2017年04期

2 錢瀟如;李超;韓萬金;李宇峰;鞠鳳鳴;;非軸對(duì)稱端壁控制高負(fù)荷葉片端區(qū)流動(dòng)的數(shù)值研究[J];汽輪機(jī)技術(shù);2016年04期

3 曾軍;唐洪飛;;非軸對(duì)稱端壁技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J];航空科學(xué)技術(shù);2012年03期

4 彭紹輝;任麗蕓;李維;;高壓級(jí)渦輪非軸對(duì)稱端壁造型數(shù)值研究[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2008年01期

5 康順,劉鳳君,王仲奇;軸流葉輪機(jī)械端壁邊界層計(jì)算方法[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1988年02期

6 祝培源;陶志;姚韻嘉;宋立明;李軍;;非軸對(duì)稱端壁造型對(duì)葉片端壁綜合傳熱特性的影響[J];風(fēng)機(jī)技術(shù);2019年06期

7 劉波;陳得勝;那振喆;曹志遠(yuǎn);黃建;;一種新型渦輪葉柵非軸對(duì)稱端壁造型的數(shù)值研究[J];航空工程進(jìn)展;2012年04期

8 楊秀花，鄭莉，陳凡，姚永慶;葉根端壁換熱特性實(shí)驗(yàn)研究[J];工程熱物理學(xué)報(bào);1995年01期

9 李軍;宋立明;孫皓;郭振東;;非軸對(duì)稱端壁設(shè)計(jì)的高負(fù)荷渦輪氣熱性能研究進(jìn)展[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2018年03期

10 張健;陳榴;班宇;戴韌;王蛟;;透平葉柵非軸對(duì)稱端壁的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J];工程熱物理學(xué)報(bào);2017年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 田興江;渦輪導(dǎo)葉非軸對(duì)稱端壁造型方法與氣膜冷卻研究[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 劉昊;考慮緣板間隙下非軸對(duì)稱端壁的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究[D];上海交通大學(xué);2018年

3 馮巖巖;采用端壁射流式旋渦發(fā)生器的擴(kuò)壓葉柵流動(dòng)分離控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

4 王位;層板導(dǎo)葉端壁冷卻特性的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

5 潘波;渦輪可調(diào)導(dǎo)葉端壁泄漏損失控制方法及流動(dòng)特性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2013年

6 王曉春;渦輪葉柵端壁氣膜冷卻及葉片頂部泄漏流研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

7 李超;低壓渦輪葉柵流動(dòng)分離控制及機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

8 陳萍萍;軸流壓氣機(jī)角區(qū)分離流動(dòng)損失機(jī)理及流動(dòng)控制策略研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

9 浦健;冷卻介質(zhì)出流對(duì)透平葉片內(nèi)、外流體運(yùn)動(dòng)特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

10 李明飛;燃機(jī)透平冷卻耦合傳熱特性及多因素影響機(jī)理研究[D];清華大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 梁毅;長(zhǎng)方體定容燃燒彈中爆震燃燒過程研究[D];上海交通大學(xué);2016年

2 徐致遠(yuǎn);渦輪端壁處顆粒物沉積的數(shù)值研究[D];中國(guó)民航大學(xué);2018年

3 蘇杭;優(yōu)化氣膜布局的導(dǎo)葉端壁冷卻特性的實(shí)驗(yàn)研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

4 林洪飛;渦輪葉身/端壁融合技術(shù)的氣動(dòng)傳熱機(jī)制研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2018年

5 吳冰;端壁反向旋轉(zhuǎn)的渦輪轉(zhuǎn)子葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)與流場(chǎng)分析研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所);2017年

6 于雷;變幾何渦輪端壁改型數(shù)值模擬研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2014年

7 佟堯;渦輪端壁氣膜冷卻數(shù)值研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2016年

8 祝健;復(fù)合角度射流對(duì)渦輪靜葉端壁冷卻影響的研究[D];東北電力大學(xué);2015年

9 蔣演明;具有非對(duì)稱端壁的渦輪葉柵氣膜冷卻數(shù)值研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

10 管繼偉;末級(jí)渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法及非軸對(duì)稱端壁造型技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2863167