【摘 要】
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燃气轮机设备自20世纪40年代以来不断蓬勃发展,现已在航空器推进、陆用发电及其它相关领域中被广泛采用。出于提高航空器推重比、降低发电机组燃料损耗及减小占用空间等不同
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燃气轮机设备自20世纪40年代以来不断蓬勃发展,现已在航空器推进、陆用发电及其它相关领域中被广泛采用。出于提高航空器推重比、降低发电机组燃料损耗及减小占用空间等不同目的,人们对燃气轮机性能的要求不断提高。但其热端部件——涡轮如果连续运行在高温下,热疲劳极限会逐渐降低,继而影响燃气轮机的可靠性及寿命。解决高温问题的方法大体可分为两类:提高材料耐热性能;采用适当热防护技术。现常针对涡轮叶片各部分不同的工作环境及几何参数,将几种基本冷却方式叠加、组合,用适量空气作为冷却介质通入叶片内部进行冷却。随着硬件平台计算能力的不断提升,以数值计算方式研究结构复杂的燃气轮机气冷叶片相关问题成为了可能。本文以气热耦合数值模拟计算方式对某重型燃气轮机一级动叶展开气动及传热研究。首先,考虑到叶片计算任务具有大致类似的前期准备工作,文中较为具体的给出了方案二动叶叶片模型的处理流程及统计信息。其次,以继续优化内部冷却设计方案为目的,采用实际工况条件展开对不同扰流肋形式冷却效率的探讨工作。为方便将原计算结果与改型计算结果进行比较,最后对流场分析相关内容展开讨论。最终确定的原一级动叶叶片内部冷却设计方案已能够符合提出的设计目标,叶片表面温度趋于合理,冷气入口参数可以保证。而改型内冷结构在该基础上再次提升了整体与局部的冷却能力。
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