采用流体网络与气热耦合方法的涡轮叶片复合冷却结构改型设计  

作　　者：颜培刚[1] 史亮[1] 王祥锋[1] 韩万金[1] 

机构地区：[1]哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,哈尔滨150001

出　　处：《中国科学：技术科学》2013年第12期1398-1408,共11页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家自然科学基金委员会创新研究群体(批准号:51121004);国家自然科学基金(批准号:50706009)资助项目

摘　　要：将流体网络方法应用于高性能涡轮叶片复合冷却结构的设计中,开发了气热耦合数值计算方法,并对其进行了可靠性验证.对采用复合冷却方式的某型高压动叶内部冷却结构进行基于流体网络分析的快速预测,评估其气动与传热特性.针对网络分析结果,提出3种改进措施,即调整不同冷却通道冷却气体流量、减小通道转弯结构流阻、以及调整局部高温区的内冷几何结构.通过全三维燃气-固体叶片-冷却气流耦合计算验证,指出改型设计降低了叶片表面最高温度,整体温度分布更加均匀,冷气入口参数匹配合理.结果表明,计算方法大大缩短了涡轮叶片复杂冷却结构的设计周期.

关 键 词：数值模拟 涡轮叶片 气热耦合 复合冷却结构 流体网络 

分 类 号：TK14[动力工程及工程热物理—热能工程]