球凹球凸结构对交错肋通道内部流动特性与强化换热影响的研究

《球凹球凸结构对交错肋通道内部流动特性与强化换热影响的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文球凹球凸结构对交错肋通道内部流动特性与强化换热影响的研究硕士研究生：杨连峰指导教师：栾一刚副教授学科、专业：轮机工程论文主审人：孙涛副教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文球凹球凸结构对交错肋通道内部流动特性与强化换热影响的研究硕士研究生：杨连峰指导教师：栾一刚副教授学位级别：工学硕士学科、专业：轮机工程所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U.

2、D.C：ADissertationfortheDegreeofM.EngResearchontheEffectsofDimplesandProtru-sionsonFlowandHeatTransferinMatrixCoolingChannelsinTurbineBladesCandidate：LianfengYangSupervisor：Prof.YigangLuanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MarineEngineeringDateofSubm

3、ission：January，2018DateofOralExamination：March，2018University：HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作

4、者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(在授予学位后即可在授予学位12个

5、月后解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导师(签字)：日期：年月日年月日摘要在如今科技飞速发展的时代，燃气轮机在装备制造业中有着举足轻重的地位，广泛应用于航空、船舶、地面发电等领域。而影响燃机性能的重要参数之一是燃机涡轮叶片的进口温度，更高的涡轮进口温度有利于燃机整体性能的提升。随着燃机输出功率的不断提升，涡轮叶片的进口温度已经远超过制造叶片的金属熔点，因此，研究叶片内部冷却技术，对叶片进行有效的冷却降温，是保证燃机稳定可靠运行的前提条件。本文主要以交错肋冷却通道为研究对象，利用数值模拟和瞬态液晶

6、实验相结合的研究方法，揭示了这种高效的叶片冷却结构的流动换热机理。并对其进行了结构上的优化工作，本文的主要工作内容和研究结论如下：1.本文搭建了低速风洞实验台，在瞬态液晶实验之前对液晶进行了标定工作，利用瞬态液晶技术对多种交错肋的优化结构进行了换热性能的测量，得到了雷诺数在16000～30000区间的表面努塞尔数分布情况，为数值模拟的结果增加了有力的补充和验证。2.使用三维建模软件Pro/ENGINEER建立交错肋冷却通道的计算模型，然后使用ICEMCFD软件建立结构化网格，确保网格有足够的质量和细密程度，使用商业软件ANSYSF

7、luent进行求解。在雷诺数30000、50000和80000工况下，利用大涡模拟计算方法，对简化放大后的交错肋通道进行了数值计算，模拟通道内部流场和换热性能的随时间的变化情况。分析了交错肋通道的内部流动特性、压力损失特性及换热特性，结果表明交错肋通道在转弯的区域中，存在气流对壁面的冲击效应，强化了壁面的换热能力。当气流通过弯折结构，气流被强制旋转90º，改变流动方向并产生了二次流，形成的纵向涡结构附加于主流之上，也增加了换热性能。3.在原始的交错肋通道模型的基础之上，通过在单侧或双侧的表面上增加球凹和球凸结构，在阻力没有明显提升

8、的前提下，提高其强化换热系数，进而优化综合换热性能（TPF），本文计算了雷诺数10000～80000工况下15种不同改进结构，并同实验数据进行了对比。分析发现，相比球凹或球凸在深度或高度直径比为0.1和0.2的方案，球凹或球凸在深度或高度直径比在0