喷嘴长宽比和雷诺数对旋流冷却流动与传热特性的影响

• 作者: 丰镇平 李亮 杜长河 范小军
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 旋流冷却 喷嘴长宽比 雷诺数 传热关联式
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 页码范围: 124-129,143
• 页数: 7页
• 分类号: TK474.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb201512020

摘要

针对叶片前缘冷却流动与传热问题,建立了合理的旋流腔冷却结构.通过求解三维稳态RANS方程和标准k-w湍流模型,数值分析了喷嘴长宽比和雷诺数对旋流冷却流动和传热的影响.基于数值计算结果对无量纲传热系数Nu、喷嘴长宽比Car和雷诺数Re进行方程拟合,得到旋流冷却的传热关联式.结果表明:冷气从喷嘴进口切向射入旋流腔并形成高速旋流,显著增强换热;随着喷嘴长宽比从0.2增大到9,旋流外区面积、冷气速度和冷气湍流动能先减小后增大,冷气压力系数先增大后减小;在大喷嘴长宽比时,Nu沿旋流腔周向和轴向的分布较为均匀;随着雷诺数的增大,冷气在旋流腔中的流动结构不变,而冷气速度、湍流动能、压力系数和壁面Nu均显著增大;平均Nu随着雷诺数的增大而显著增大,随着喷嘴长宽比的增大先减小然后增大;传热关联式与数值计算结果的误差在10％以内,可以准确预测旋流冷却的换热系数.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	丰镇平	西安交通大学叶轮机械研究所	221	2946	28.0	40.0
2	李亮	西安交通大学叶轮机械研究所	76	653	14.0	21.0
3	杜长河	西安交通大学叶轮机械研究所	13	53	5.0	6.0
4	范小军	西安交通大学叶轮机械研究所	13	47	5.0	6.0