燃机透平叶片气膜冷却耦合换热的数值研究

为了准确得到燃机透平叶片的金属温度,进一步提高透平叶片的使用寿命和可靠性,采用商业软件CFX对燃机透平叶片气膜冷却进行耦合换热数值研究,研究了网格和湍流模型对求解结果的影响。通过研究发现Y+对求解结果有较大的影响,当Y+小于1时,求解结果较为合理;Gama Theta湍流模型对不同工况下温度场的数值模拟结果与气膜冷却试验值吻合较好。     

固壁温度对换热系数计算影响的分析研究

文章借助CFD工具,应用手动迭代法对轮盘表面热边界条件分别进行了两种计算:一种是各壁面假定不同的初温,即"迭代计算A";另一种是各壁面假定相同的初温,即"迭代计算B"。两种计算均得到了一致的表面换热系数结果。分析研究结果认为,手动迭代法计算热边界条件是可行的,一般经过两到三次迭代即可得到稳定的结果;壁面温度对表面换热系数的影响较小,即使对各壁面假定相同的初温,同样可得到合理的结果。     

利用风阻温升估算气封间隙和流量

运用CFD数值仿真方法和多种经验公式,计算了理想气体(空气)和水蒸气2种不同介质在气封转速N=0和N=3 000r/min时的温升情况,并根据水蒸气和空气在旋转气封中不同的风阻温升特性,基于监控气封进出口温度变化得出气封实际工作间隙和泄漏流量.结果表明:在同样的转速下,空气风阻温升比水蒸气风阻温升更为明显,空气节流温降小,因此在燃气轮机等以空气为介质的旋转机械中,用风阻温升特性来估算气封实际工作间隙和泄漏流量的方法较为可行.     

燃机透平冷态设计与热态设计之间的差异研究

通过某型燃机透平的冷、热态通流,使用二维计算程序对其进行了通流分析,结论如下:(1)静叶进气角冷态时叶展方向平均比热态时低0.62度,动叶进气角相应的要高1.04度;对于出气角,无论是静叶还是动叶,冷态和热态的差异比较小。(2)静叶进、出口马赫数在冷热态时变化要小一些,冷态时动叶进出口马赫数总体上比热态要高。(3)冷态时,级载荷系数平均比热态值高0.02,级反动度平均高0.015。(4)冷态时,级效率要比热态时低1.17%。