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旋转对光滑U形通道内换热的影响研究 被引量:11
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作者 刘传凯 陶智 +2 位作者 丁水汀 徐国强 邓宏武 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期512-517,共6页
在通道进口雷诺数从6100~25100,旋转数从0~0.26的范围内,实验研究了旋转对光滑U形通道的换热特性的影响。通道长度与水力直径的比值为23,通道平均旋转半径与水力直径的比值为24。结果表明,静止状态下,通道局部努塞尔数随雷诺数... 在通道进口雷诺数从6100~25100,旋转数从0~0.26的范围内,实验研究了旋转对光滑U形通道的换热特性的影响。通道长度与水力直径的比值为23,通道平均旋转半径与水力直径的比值为24。结果表明,静止状态下,通道局部努塞尔数随雷诺数增加而增加,但其沿程分布规律基本不变。旋转状态下,第一通道前后缘换热差异随旋转数的增加而增加,在第二通道中正好相反。旋转对第一通道中部转静努塞尔数比的影响最大,而弯道效应则主要影响转弯段及第二通道上游的换热。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 旋转 蛇形通道
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旋转附加力对方通道内流动与换热的影响机理 被引量:5
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作者 刘传凯 丁水汀 陶智 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期276-279,321,共5页
在雷诺数为25 000,旋转数为0-0.24,温度比为0-0.22的范围内,数值模拟了旋转光滑径向出流通道的内流动与换热分布,分析了哥氏力与离心浮升力对旋转管流的耦合作用机理.计算结果表明,切向哥氏力推动了通道截面内的双涡二次流,径向哥氏力... 在雷诺数为25 000,旋转数为0-0.24,温度比为0-0.22的范围内,数值模拟了旋转光滑径向出流通道的内流动与换热分布,分析了哥氏力与离心浮升力对旋转管流的耦合作用机理.计算结果表明,切向哥氏力推动了通道截面内的双涡二次流,径向哥氏力则使得近侧壁流体加速和中心流体减速.离心浮升力对流动与换热的作用效果与哥氏力场的分布密切相关.换热计算结果从定性趋势上吻合公开文献中的实验现象,反映了旋转附加力的基本影响规律. 展开更多
关键词 燃气轮机 冷却叶片 传热 数值模拟 旋转
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3种转角下旋转U形方通道的局部换热 被引量:6
3
作者 刘传凯 陶智 +1 位作者 丁水汀 徐国强 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期284-287,共4页
在旋转数为0-0.26内用实验方法研究了转角对旋转U形方截面通道换热特性的影响.3种通道转角分别为0°,22.5°,45°.通道转角的变化引起了通道内哥氏力二次流的变化,继而导致通道各表面换热的变化+结果表明:随通道... 在旋转数为0-0.26内用实验方法研究了转角对旋转U形方截面通道换热特性的影响.3种通道转角分别为0°,22.5°,45°.通道转角的变化引起了通道内哥氏力二次流的变化,继而导致通道各表面换热的变化+结果表明:随通道转角的增大,前缘与后缘之间努塞尔数的差异减小,而内侧面与外侧面之间的努塞尔数差异增大;在低旋转数下,转角的变化对U形通道换热的影响较小,但高旋转数下,转角的变化对U形通道换热的影响变得明显. 展开更多
关键词 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 蛇形通道 旋转
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旋转蛇形通道内冷气流动和换热的数值模拟 被引量:3
4
作者 刘传凯 邓宏武 +2 位作者 陶智 丁水汀 徐国强 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期662-667,共6页
对于具有近真实发动机参数的涡轮叶片蛇形内冷通道,数值模拟了旋转状态下光滑、前后缘带肋及环肋结构的内流场和温度场分布,对比分析了其流动和换热特性。结果表明,带肋通道各面换热均明显好于光滑面通道;旋转对各通道进气段的影响比出... 对于具有近真实发动机参数的涡轮叶片蛇形内冷通道,数值模拟了旋转状态下光滑、前后缘带肋及环肋结构的内流场和温度场分布,对比分析了其流动和换热特性。结果表明,带肋通道各面换热均明显好于光滑面通道;旋转对各通道进气段的影响比出气段明显;哥氏力在环肋通道中产生了最为强烈的截面二次流;光滑通道出气段换热受弯管效应的影响最为显著。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 旋转
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哥氏力对旋转方通道内流动与换热的影响 被引量:4
5
作者 徐国强 杨博 +3 位作者 陶智 刘传凯 丁水汀 邓宏武 《热科学与技术》 CAS CSCD 2008年第4期291-295,共5页
在雷诺数亿为6000,旋转数助为0~0.26内,数值模拟了旋转光滑径向出流通道的内流动与换热分布,分析了哥氏力对旋转管流的作用机理。计算结果表明,切向哥氏力推动了通道截面内的双涡二次流,径向哥氏力则使得近侧壁流体加速和中心流... 在雷诺数亿为6000,旋转数助为0~0.26内,数值模拟了旋转光滑径向出流通道的内流动与换热分布,分析了哥氏力对旋转管流的作用机理。计算结果表明,切向哥氏力推动了通道截面内的双涡二次流,径向哥氏力则使得近侧壁流体加速和中心流体减速。换热计算结果从定性趋势上吻合公开文献中的实验现象。反映了旋转附加力的基本影响规律。 展开更多
关键词 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 数值模拟 旋转
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旋转蛇形通道内换热的非稳态实验 被引量:2
6
作者 邓宏武 陶智 +1 位作者 徐国强 丁水汀 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1004-1008,共5页
在旋转状态下,研究了涡轮内冷蛇形通道的非稳态换热特性.实验主要针对旋转状态下,通道内流量的变化和系统旋转速度的变化来进行的.结果表明:对于旋转通道的非稳态过程,换热系数的变化呈波动变化过程,且主要发生在实验参数变化的阶段.加... 在旋转状态下,研究了涡轮内冷蛇形通道的非稳态换热特性.实验主要针对旋转状态下,通道内流量的变化和系统旋转速度的变化来进行的.结果表明:对于旋转通道的非稳态过程,换热系数的变化呈波动变化过程,且主要发生在实验参数变化的阶段.加速旋转时,角加速度力的作用会加强进气通道前缘面的换热,而降低后缘面的;减速旋转时,情况相反.而且,角加速度力的作用效果容易在旋转开始变化的时刻显现.当旋转速度在2个值之间往复时,换热系数变化呈现滞后环状,旋转速度越高滞后环越大. 展开更多
关键词 燃气轮机 冷却叶片 传热 热传导试验 旋转流体 非稳态
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旋转光滑U形通道内换热的三维模拟 被引量:2
7
作者 邓宏武 陶智 +1 位作者 徐国强 丁水汀 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期739-741,共3页
数值模拟了旋转状态下涡轮叶片U形内冷通道湍流流场和温度场,分析了其换热的变化规律。结果表明,旋转状态下哥氏力、离心力和浮升力的共同作用使得流场相对于静态发生了较大的变化。总体上讲,旋转强化了换热。但是旋转使得换热能力在各... 数值模拟了旋转状态下涡轮叶片U形内冷通道湍流流场和温度场,分析了其换热的变化规律。结果表明,旋转状态下哥氏力、离心力和浮升力的共同作用使得流场相对于静态发生了较大的变化。总体上讲,旋转强化了换热。但是旋转使得换热能力在各个面分布不均,增加了温度梯度。 展开更多
关键词 U形通道 三维模拟 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 旋转
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带有倾斜楔形肋片矩形通道内的流动与换热 被引量:2
8
作者 邱庆刚 沈胜强 张博 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期345-349,共5页
提出了一种新型的燃气轮机叶片内部通道强制对流冷却方案.为了探明该种对置叉排倾斜楔形仿螺旋肋片通道结构特有的综合挟热效果,利用数值分析方法研究了在通道宽高比为2.9、肋高与通道当量直径比为0.336、肋片与轴面的夹角为15°... 提出了一种新型的燃气轮机叶片内部通道强制对流冷却方案.为了探明该种对置叉排倾斜楔形仿螺旋肋片通道结构特有的综合挟热效果,利用数值分析方法研究了在通道宽高比为2.9、肋高与通道当量直径比为0.336、肋片与轴面的夹角为15°、雷诺数在2×10^4~1×10^5的非旋转情况下,雷诺数、肋片与主流方向夹角等参数对通道强化传热和流动阻力特性的影响.研究结果表明,该仿螺旋通道内流体流动达到了预期的仿螺旋流动效果,且该仿螺旋流动的效果随着楔形肋片与主流方向的夹角的增大而效果愈趋明显。这种旋转流动特性对内冷通道的强化传热和流阻特性具有很强的影响,与光滑通道相比,通道平均努塞尔数得到了明显的提高,但同时流动阻力也显著增加. 展开更多
关键词 传热强化 叶片冷却 数值分析
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旋转方位角对斜肋通道内部流动与换热的影响 被引量:2
9
作者 刘传凯 丁水汀 +1 位作者 邱天 陶智 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1188-1191,共4页
数值模拟了静止及旋转状态下径向出流60°斜肋通道的内流动与换热分布,研究了3种旋转方位角:0,°-45°及+45.°分析了哥氏力与肋片对旋转通道内流及换热的耦合作用机理.计算结果表明:旋转方位角对通道的内流与换热影响... 数值模拟了静止及旋转状态下径向出流60°斜肋通道的内流动与换热分布,研究了3种旋转方位角:0,°-45°及+45.°分析了哥氏力与肋片对旋转通道内流及换热的耦合作用机理.计算结果表明:旋转方位角对通道的内流与换热影响显著.在0°旋转方位角下,通道前后缘的换热差异最大;在-45°方位角下,通道整体换热性能最差;在+45°方位角下,通道具有最佳的整体换热性能. 展开更多
关键词 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 数值模拟 旋转
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A NEW METHOD TO JUDGE THE ENHANCEMENT OF HEAT TRANSFER IN THE TRAILING EDGE OF TURBINE BLADES
10
作者 Wang Baoguan(Department of Power Engineering ,NUAA 29 Yudao Street,Nanjing 210016,P.R.China) 《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》 EI 1994年第2期170-176,共7页
An experimental investigation of heat transfer and friction loss with taper pin fin configurations were dealed with. Three kinds of configurations-full cross pin fins (FCF), shorter round pin fins (SRF) and taper pin ... An experimental investigation of heat transfer and friction loss with taper pin fin configurations were dealed with. Three kinds of configurations-full cross pin fins (FCF), shorter round pin fins (SRF) and taper pin fins (TPF), with different height md spacing of the fins and friction loss are compared with each other. Besides, a new dimensionless number, the ratio of f to Nu, cslled here the specific friction loss, is put forward to judge the validity of configurations. The comparison obviously shows that: 展开更多
关键词 HEAT flux cooling blades pressure drag BEAT TRANSFER with pin fin EXPERIMENTATION
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叶片前缘气膜冷却效率的实验研究 被引量:14
11
作者 朱惠人 许都纯 +1 位作者 郭涛 刘松龄 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期205-208,共4页
采用放大的半圆柱状表面模拟涡轮叶片前缘的形状,对叶片前缘多排圆柱形孔的气膜冷却效率进行了实验研究。测出了孔排区及其下游的局部冷却效率。研究了主流雷诺数及平均吹风比对冷却效率及二次流(冷气)出流轨迹的影响。实验参数范围... 采用放大的半圆柱状表面模拟涡轮叶片前缘的形状,对叶片前缘多排圆柱形孔的气膜冷却效率进行了实验研究。测出了孔排区及其下游的局部冷却效率。研究了主流雷诺数及平均吹风比对冷却效率及二次流(冷气)出流轨迹的影响。实验参数范围是:主流雷诺数Re=42000~127000,平均吹风比M=0.8~2.0,测量分8个工况进行。 展开更多
关键词 气膜冷却 叶片前缘 效率 实验研究 航空发动机
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多斜孔壁气膜冷却绝热温比传热传质类比实验研究 被引量:9
12
作者 方韧 李彬 +1 位作者 林宇震 刘高恩 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期65-68,共4页
采用传热传质类比的方法,对多斜孔壁气膜冷却的绝热温比进行了实验研究。多斜孔为规则的叉排形式,小孔与平板表面在主流方向上夹角α均为30°。在吹风比为1.0~4.0的范围内,研究了具有不同展向间距比p/d,流向排距比... 采用传热传质类比的方法,对多斜孔壁气膜冷却的绝热温比进行了实验研究。多斜孔为规则的叉排形式,小孔与平板表面在主流方向上夹角α均为30°。在吹风比为1.0~4.0的范围内,研究了具有不同展向间距比p/d,流向排距比s/d的实验板绝热温比分布;对实验数据进行分析比较,得出了孔距与排距的最佳比值,以及吹风比对绝热温比的影响。 展开更多
关键词 冷却 多孔壁 航空发动机 传热传质 气膜冷却
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旋转涡轮叶片端部气膜冷却的数值计算 被引量:5
13
作者 杨汇涛 曹玉璋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期285-288,共4页
旋转情况下,考虑离心力场的浮升力以及科氏力对流动的影响,用SIMPLE方法,k-ε湍流模型,并考虑了壁面函数,数值模拟了叶片端部的气膜冷却。和以往观点不同的是:旋转叶片与非旋转的相比,绝热温比高,气膜冷却有所改善,但... 旋转情况下,考虑离心力场的浮升力以及科氏力对流动的影响,用SIMPLE方法,k-ε湍流模型,并考虑了壁面函数,数值模拟了叶片端部的气膜冷却。和以往观点不同的是:旋转叶片与非旋转的相比,绝热温比高,气膜冷却有所改善,但换热系数大,并初步分析了原因。 展开更多
关键词 气膜冷却 叶片 数值模拟 涡轮 航空发动机
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基于逆向工程的涡轮冷却叶片三维建模及数值模拟 被引量:4
14
作者 刘言明 李东明 +1 位作者 牛夕莹 何泉璋 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期57-62,共6页
针对典型涡轮冷却叶片,利用工业CT扫描、3D激光扫描、相关点云处理软件和三维建模软件,重构三维模型,进行高质量的网格划分,合理设置边界条件,对涡轮一级动叶进行气热耦合数值模拟分析。结果表明:该一级动叶叶身温度分布均匀,最高温度约... 针对典型涡轮冷却叶片,利用工业CT扫描、3D激光扫描、相关点云处理软件和三维建模软件,重构三维模型,进行高质量的网格划分,合理设置边界条件,对涡轮一级动叶进行气热耦合数值模拟分析。结果表明:该一级动叶叶身温度分布均匀,最高温度约935℃,低于材料可承受的温度,出现在前缘叶顶处,为涡轮叶片冷却结构的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 涡轮冷却叶片 工业CT扫描 3D激光扫描 冷却叶片 气热耦合
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全离散孔气膜冷却实验研究 被引量:2
15
作者 吴伟民 张青藩 李亚峰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第4期387-390,共4页
模拟加力燃烧室工况,采用两种不同开孔率的离散孔板,研究了在不同温度、压差等情况下的冷却效率和换热系数,得到了一些有价值的冷却换热规律及相应的实验公式。
关键词 气膜冷却 冷却效率 燃烧室 航空发动机
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镍基单晶冷却叶片高温持久性的理论与试验研究 被引量:1
16
作者 孙伟康 徐元铭 +2 位作者 胡春燕 刘曼卿 刘新灵 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期488-492,500,共6页
采用含有0~4排气膜孔的薄壁平板试样模拟镍基单晶冷却叶片,研究了气膜孔排布对镍基单晶冷却叶片高温持久性的影响,并基于晶体塑性理论建立单晶材料蠕变数值计算模型,将其编入Abaqus用户子程序中,对不同气膜孔排布的薄壁平板试件进行有... 采用含有0~4排气膜孔的薄壁平板试样模拟镍基单晶冷却叶片,研究了气膜孔排布对镍基单晶冷却叶片高温持久性的影响,并基于晶体塑性理论建立单晶材料蠕变数值计算模型,将其编入Abaqus用户子程序中,对不同气膜孔排布的薄壁平板试件进行有限元分析。试验结果表明,在气膜孔数相同的情况下,随着气膜孔排数的逐渐增多,冷却叶片高温持久寿命不断降低,且下降趋势逐渐加剧。文中提出了基于有限元数据的高温持久寿命预测幂函数模型,在对应孔排布、应力、温度条件下,其相对误差均小于3%,有限元分析得到的应力场分布结果与试样的断口形貌相吻合。 展开更多
关键词 气膜孔分布 镍基单晶冷却叶片 DD6 薄壁平板试样 持久寿命
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旋转状态下带肋U形通道内换热的实验研究 被引量:19
17
作者 邓宏武 张炜 陶智 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期26-29,共4页
用实验方法研究了涡轮叶片内带肋U形通道在旋转状态下的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布。结果表明,在旋转状态下此通道的努塞尔数随雷诺数的增大而增大。在进气直通道的后缘和出气直通道的前缘,努塞尔数随旋转数的增加而增加;在进... 用实验方法研究了涡轮叶片内带肋U形通道在旋转状态下的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布。结果表明,在旋转状态下此通道的努塞尔数随雷诺数的增大而增大。在进气直通道的后缘和出气直通道的前缘,努塞尔数随旋转数的增加而增加;在进气直通道的前缘和出气直通道的后缘,努塞尔数随着旋转数的变化出现几次反复。随着浮力数的增加,通道的平均努塞尔数是下降的。 展开更多
关键词 燃气轮机 热传导试验 涡轮叶片 U形通道
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旋转状态下有转角带肋U形通道内换热实验研究 被引量:16
18
作者 邓宏武 陶智 +1 位作者 徐国强 丁水汀 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第z1期38-41,共4页
实验研究了涡轮叶片带内肋 U形通道在旋转状态下有转角时的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布 ,以及其和无转角时的比较 .实验表明 ,在旋转状态下 ,小角度转角的旋转带肋通道的换热和无转角时相比 ,趋势上没有太大的变化 ,但加强和减... 实验研究了涡轮叶片带内肋 U形通道在旋转状态下有转角时的前缘、后缘及两侧面局部换热系数分布 ,以及其和无转角时的比较 .实验表明 ,在旋转状态下 ,小角度转角的旋转带肋通道的换热和无转角时相比 ,趋势上没有太大的变化 ,但加强和减弱了某些地方的局部换热而使四个面的换热趋向一致 ,只是效果不明显 ;从整体上看 ,转角减弱了通道的平均换热 ,浮升力因素的影响基本上减弱了换热 . 展开更多
关键词 燃气轮机 冷却叶片 传热 转角/旋转
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旋转状态下蛇形通道内流动与换热的机理研究 被引量:15
19
作者 邓宏武 魏喆 +2 位作者 陶智 徐国强 丁水汀 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期411-416,共6页
在已有的实验研究结果的基础上,应用较好符合实验结果的数值模拟程序及划分网格方法,分别数值计算了旋转所产生的几个因素对流动与换热的影响机理。结果表明:由于在垂直于旋转半径截面上哥氏力分布的不均匀,产生了流体流型的两个变化,... 在已有的实验研究结果的基础上,应用较好符合实验结果的数值模拟程序及划分网格方法,分别数值计算了旋转所产生的几个因素对流动与换热的影响机理。结果表明:由于在垂直于旋转半径截面上哥氏力分布的不均匀,产生了流体流型的两个变化,即主流的偏移和二次流动旋涡的出现。离心浮升力对通道内流动与换热的影响不大。旋转速度变化时,在旋转变化的起始时刻系统的角速度力对通道内流体的流动影响比较明显。各种力的作用综合效果不是简单线形迭加的,而是交替起主导作用,决定流体流动结构、影响换热结果。 展开更多
关键词 燃气轮机 冷却叶片 对流传热 旋转
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旋转带肋U型通道内流动与换热的数值模拟 被引量:13
20
作者 邓宏武 陶智 +1 位作者 徐国强 丁水汀 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期296-301,共6页
为了获得能够模拟高参数涡轮叶片内冷通道换热效果的模型,数值模拟了旋转状态下U型通道内的流场和温度场,比较了数值模拟与实验的结果。结果表明:所采用的计算程序和模型与实验结果吻合。旋转状态下,通道内各面换热的变化是和通道内流... 为了获得能够模拟高参数涡轮叶片内冷通道换热效果的模型,数值模拟了旋转状态下U型通道内的流场和温度场,比较了数值模拟与实验的结果。结果表明:所采用的计算程序和模型与实验结果吻合。旋转状态下,通道内各面换热的变化是和通道内流场的变化密切相关的;哥氏力在垂直于旋转半径截面上的不均匀分布引起流动较大变化,对通道内各面换热的影响比较大。哥氏力的作用较大幅度强化指向面换热,小幅强化两侧面换热,而弱化背向面换热。对于带肋通道,总体上阻力系数随着旋转速度的增加而升高。 展开更多
关键词 燃气涡轮机 冷却叶片 对流传热 旋转
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