燃气透平榫头/榫槽装配间隙流动与换热特性研究 - 刘钊; 孙睿; 樊远航; 丰镇平 (西安交通大学学报, 2024)
TK474.7; 为精确设计燃气轮机二次空气系统,针对燃气透平动叶榫头/榫槽间隙内的流动与换热问题开展研究.以燃气透平动叶榫头/榫槽配合面S形间隙结构为研究对象,试验研究了榫头/榫槽装配间隙内的流阻与换热特性,并数值分析了其详细流动结构.首先,采用压力扫描阀和热色液晶测温技术测量了榫头/榫槽内的流阻和努塞尔数分布.然后,利用试验结果对所采用的数值计算方法进行了考核,并进行了网格无关性验证.最后,详细分析了 5种雷诺数、5种结构参数榫头/榫槽高度及5种间隙宽度下榫头/榫槽装配间隙结构内部流动与换热特性.结果表明:在试验测量范围内,左侧壁面的平均努塞尔数始终比右侧高10％左右;随着雷诺数的增大,榫头/榫槽装配间隙的阻力损失系数和换热强度均逐渐增大,当雷诺数从15 000增大到35 000时,平均阻力系数增大了 2倍,两侧面整体平均努塞尔数均增大了 1.1倍;随着榫头/榫槽装配间隙相对高度的增大,阻力损失系数及壁面努塞尔数均逐渐减小;随着榫头/榫槽装配间隙宽度的增大,试验范围内平均阻力系数增大了 30.7％,左右两侧面平均努塞尔数分别增大了 95.5％和94.9％.