壁面与燃气温比对跨声速燃气轮机涡轮叶片换热特性影响

燃气轮机涡轮叶片真实壁面与燃气温比实验存在耗费高、测量误差大的问题。采用数值模拟可以避免高温实验带来的困难。运用Fluent商业软件数值模拟叶栅进出口压比为2,壁面与燃气温比T_R分别为0.7、0.8和0.9时,叶片吸力面和压力面的努塞尔数及速度分布。结果表明:T_R越大,壁面附近无量纲温度梯度越小,叶片表面努塞尔数越小;T_R为0.9与0.7时,努塞尔数相差最大达32%;随着T_R的增大,吸力面分离泡产生的位置向前缘靠近,分离泡沿流向和法向的范围增大;由于分离泡引起湍流边界层的分离与再附,叶片表面的努塞尔数沿主流方向在0.836x/d0.884范围内急剧上升。本文研究结果可为燃气轮机真实壁面与燃气温比下的设计修正提供理论依据。