X型桁架阵列冷却通道传热特性的数值研究

作者：席雷; 高建民; 徐亮; 赵振; 阮麒成

来源：汽轮机技术, 2022, 64(05): 341-346.

• 涡轮叶片
• 桁架阵列
• 冷却通道
• 传热特性
• 数值研究

采用耦合传热数值方法开展了X型桁架阵列冷却通道传热特性的数值研究，分析了雷诺数Re(10 000～60 000)、桁架杆直径比d/D(0.0375～0.075)、桁架杆夹角α(30°～60°)和桁架杆倾角β(15°～45°)对X型桁架通道的固体壁面温度、温度梯度以及通道壁面和桁架杆表面热流量的影响规律。结果表明：桁架杆前端形成的马蹄涡较小，后端形成的马蹄涡较大。高传热区域出现在通道入口区域壁面、桁架杆与壁面的交接位置以及桁架表面。在研究参数范围内，增大Re、d/D、α和β分别使X型桁架冷却通道外壁面平均温度降低了9.78%、2.71%、0.66%和0.34%。最大温度梯度出现在通道壁面和桁架杆端部的交汇处。增大Re和d/D可以改善X型桁架冷却通道的传热均匀性，而增大α和β都会恶化X型桁架冷却通道的传热均匀性。通道壁面热流量占X型桁架冷却通道总热流量的69.38%～80.15%,大约为桁架表面热流量的2.27～3.81倍。

• 单位
  西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室