孔布局对切向发散结构综合冷却效率的影响

摘要：

为了进一步提高燃气轮机燃烧室冷却效率,采用热流固耦合方法以及Realizable k-ε模型,在两种吹风比下,对4种不同布局的切向发散冷却结构的流动和传热特性进行了对比分析.研究结果表明,在吹风比2.2时,冷却射流之间相互独立,孔布局对切向发散冷却结构的影响较小.在吹风比10.4时,正对排列结构的冷却射流交叉互补,更易形成全覆盖冷却气膜;而采用交叉排列结构由于各排冷却射流互相叠加,抬升涡增强使得冷却射流脱离壁面,导致展向均匀性变差且综合冷却效率降低.沿轴向等间距比"前密后疏"排列的综合冷却效率峰值更高.正对且等间距排列结构具有最佳的冷却效果,随着吹风比的增大,综合冷却效率提升幅度最大为17.6％,比交叉排列的两种结构综合冷却效率高出约46％.基于模拟结果拟合了正对且等间距孔布局的首排孔冷却效率关联式,试验值与模拟结果的误差在±2％以内.

关键词：燃气轮机、孔布局、切向发散、综合冷却效率、热流固耦合

所属期刊栏目：44

分类号：V231.1(航空发动机（推进系统）)

资助基金：国家科技重大专项;中国科学院青年创新促进会项目

在线出版日期：2023-05-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：166-175