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1、2010年第38卷第6期流體機(jī)械11文章編號(hào)：1005---0329(2010)06__0叭1一】6非設(shè)計(jì)工況下葉片前緣氣膜冷卻作用的數(shù)值分析苗強(qiáng)，張發(fā)生，劉慶龍，戴韌(上海理工大學(xué)，上海200093)摘要：基于冷氣噴射模型的驗(yàn)證結(jié)果，對(duì)沖角分別為0。、15。和一1三種條件下的葉片前緣3排孔氣膜冷卻特性進(jìn)行了三維環(huán)形葉柵數(shù)值模擬。在吹風(fēng)比等于1．0時(shí)，詳細(xì)分析了葉片型面靜壓和氣膜冷卻效率的分布特征。分析結(jié)果表明，沖角的變化使葉片前緣滯止線位置發(fā)生偏移，且對(duì)I1r片前緣靜壓差產(chǎn)生了很大的影響。相對(duì)沖角0。時(shí)的情況，當(dāng)沖角為15。時(shí)，I1-r片吸力面冷卻
2、效果增強(qiáng)，壓力面冷卻效率值降低；當(dāng)沖角為一15。時(shí)，吸力面?zhèn)壤鋮s效果減弱，壓力面?zhèn)壤鋮s效率值升高。關(guān)鍵詞：非設(shè)計(jì)工況；氣膜冷卻；靜壓；吹風(fēng)比中圖分類號(hào)：TK474．7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．06．003NumericalStudyofLeadingEdgeFilmCoolingofTurbineBladesatoff-designConditionsMIAOQiang，ZHANGFa—sheng，LIUQing—long，DAIRen(UniversityofShanghaiforScienc
3、eandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Basedonthevalidationofbleedingmodelf0rfilmcooling，itwassimulatedthefilmcoolingcharacteristicsofthree—dimensionalannularcascadewiththreerowsofcoolantholesintheleadingedge．inwhichtheincidenceanglewaschosenf0r0deg，15degand一15deg．Thestat
4、icpressureandfilmcoolingeffectivenesshavebeenanalyzedwithblowratesfixedat1．0．Theresultsshowthatthechangeofincidenceanglecausesthemovementofbladeleading——edgestagnationlineandhasanevi··denteffectonthedifferentialstaticpressure．Comparedwiththeresultsofthe0degincidenceangle，thecoo
5、lingeficiencyofsuctionsidehasbeenenhancedandthevalueoffilmcoolingeffectivenessonpressuresidebecomeslowerwhentheincidencean—gleis15deg；Thecoolingeficiencyofsuctionsidehasbeenweakenedandthevalueoffihncoolingeffectivenessonpressuresideincreasedwhentheincidenceangleis一15deg．Keyword
6、s：of—designpoints；fihncooling；statiepressure；blowingratio1引言Cruse采用紅外線成像技術(shù)試驗(yàn)研究了多種參數(shù)對(duì)圓柱形和橢圓形前緣模型氣膜冷卻效率的影響j。離散孔氣膜冷卻是燃?xì)廨啓C(jī)高溫部件采用的Willian等基于Cruse橢圓形前緣模型數(shù)值模擬了一項(xiàng)重要冷卻技術(shù)。葉片前緣直接面對(duì)高溫燃?xì)鈬娚浣?、吹風(fēng)比對(duì)絕熱氣膜冷卻效率的影響J。朱的沖擊，葉片過熱將產(chǎn)生燒蝕，因此葉片前緣氣膜惠人等采用半圓柱模型對(duì)葉片前緣多排圓柱形孔冷卻效果的預(yù)測(cè)對(duì)葉片安全性評(píng)價(jià)非常重要。的氣膜冷卻效率進(jìn)行了試驗(yàn)研究。顏培剛等數(shù)
7、Mick和Mayle研究前部為半圓形，后部為平板值分析了在前緣滯止區(qū)域附近兩排孔的冷氣射流的前緣氣膜冷卻模型，給出了兩排氣膜孔與滯止點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、溫度分布及不同吹風(fēng)比情況下前緣區(qū)呈分別±15。和±44。角時(shí)的氣膜有效度結(jié)果¨j。域氣膜冷卻絕熱效率的分布特點(diǎn)J。收稿日期：2oo9—12—25修稿日期：2O10—04—26基金項(xiàng)目：上海市重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目資助(J50501)12FLUIDMACHINERYVo1．38，No．6，2010燃?xì)廨啓C(jī)經(jīng)常要在非設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，轉(zhuǎn)速——分子粘性或流量的改變都會(huì)引起進(jìn)口沖角的變化。沖角是p——源項(xiàng)影響燃?xì)廨啓C(jī)性能的
8、重要參數(shù)之一，葉柵進(jìn)口沖C——常數(shù)角的改變導(dǎo)致葉片表面上的壓力場(chǎng)發(fā)生變化，同計(jì)算求解過程中，以守恒形式的有限
