Аннотация:
Рассматривается вопрос моделирования конвективно-пленочного охлаждения высокотемпературных турбинных лопаток. Программное обеспечение для тепловых
расчетов, основанное на эмпирических данных, не учитывает направление движения воздуха при его выпуске на наружную поверхность лопатки. Это может быть
критичным в той ситуации, когда в среднем сечении лопатки образуются встречно
направленные и взаимодействующие друг с другом потоки. Для оценки такого течения необходимо моделирование сопряженной тепло-гидравлической задачи в полной постановке, что позволяют сделать коммерческие пакеты, например, Ansys CFX.
Настоящая работа содержит исследование влияния параметров сеточной и численной модели на тепловое состояние турбинной лопатки при прямом моделировании
сопряженной тепло-гидравлической задачи. Предварительные исследования проводились на плоской пластине. Оценивалось влияние ряда сеточных параметров и настроек решателя. Сравнение расчетных и экспериментальных данных показало сильную зависимость результатов от параметров сетки и отсутствие сеточной сходимости. Расчетные значения приближаются к экспериментальным лишь на большом
удалении от места выпуска воздуха на наружную поверхность пластины. Расчетно-экспериментальное исследование сопловой лопатки с конвективно-пленочным охлаждением показало аналогичные результаты. Воздушная пелена на наружной поверхности лопатки сильно зависит от сеточной дискретизации и настроек решателя. Использование рекомендованных настроек сетки и решателя для задачи конвективного теплообмена приводит к наличию излишне интенсивной пелены воздуха вдоль
всего пера лопатки, что противоречит экспериментальным данным. Вопрос численного моделирования пелены на поверхности лопатки остается актуальным.
Полный текст:
PDF файл (795 kB)
Первая страница:
PDF файл