| 燃气涡轮篦齿叶顶流动传热特性的数值研究 |
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| 引用本文： | 杜 昆,裴祥鹏,焦英辰,惠 娜,刘存良.燃气涡轮篦齿叶顶流动传热特性的数值研究[J].燃气轮机技术,2022,35(3):1-11. |
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| 作者姓名： | 杜 昆 裴祥鹏 焦英辰 惠 娜 刘存良 |
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| 作者单位： | 1.西北工业大学动力与能源学院710072;2.西北工业大学太仓长三角研究院215400;3.西北工业大学陕西省航空动力系统热科学重点实验室710129;4.西北工业大学西北工业大学-喀山国立技术大学先进航空发动机热结构国际联合实验室710129; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(52006178)；国家科技重大专项基金(Y2019-VIII-0007-0168)。 |
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| 摘 要： | 以GE-E3型第一级叶栅为研究对象开展数值研究,基于高压涡轮常规凹槽叶顶提出新型叶顶结构。通过求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和标准k-ω湍流模型研究了篦齿结构和布局对叶顶流动传热特性的影响。数值预测的平叶顶的流场分布与实验数据吻合良好,验证了数值方法的可靠性。研究结果表明:篦齿叶顶可以有效降低中弦处的叶顶泄漏损失,篦齿形状对泄漏强度影响较小。此外,篦齿叶顶显著降低叶顶平均传热系数和热负荷,相比常规凹槽叶顶,前缘斜篦齿叶顶的平均传热系数降低了22.39%。在研究的新型叶顶结构中,倒梯形篦齿叶顶(I-TIP)具有最低的叶顶平均传热系数,梯形篦齿叶顶(T-TIP)具有最低的叶顶热流量,前缘斜篦齿叶顶具有最佳的气热性能。在叶顶凹槽前缘布置篦齿结构可有效降低叶顶换热系数。
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| 关 键 词： | 涡轮叶片 篦齿 泄漏流 传热特性 数值模拟 |
Numerical Investigations on the Leakage Flow and Heat Transfer Characteristics of Gas Turbine Blade Tip with Labyrinth Seals |
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| Du Kun,Pei Xiangpeng,Jiao Yingchen,Hui N,Liu Cunliang.Numerical Investigations on the Leakage Flow and Heat Transfer Characteristics of Gas Turbine Blade Tip with Labyrinth Seals[J].Gas Turbine Technology,2022,35(3):1-11. |
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| Authors: | Du Kun Pei Xiangpeng Jiao Yingchen Hui N Liu Cunliang |
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