插芯结构对旋流冷却流动换热特性的影响.pdf

第卷第期西安交通大学学报

591Vol.59No.1

年月’

20251JOURNALOFXIANJIAOTONGUNIVERSITYJan.2025

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插芯结构对旋流冷却流动换热特性的影响

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何伟肖俊峰高松李园园于飞龙伍赫

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西安热工研究院有限公司710054西安

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摘要针对用于透平叶片前缘的旋流冷却结构为了改善其冷气发展空间提高综合冷却性能

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提出了一种布置在冷却腔内的插芯结构基于简化旋流冷却结构采用数值模拟方法研究了插

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芯结构对旋流冷却靶面换热系数综合冷却性能流量分配流动结构等的改善效果和作用机

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理结果表明增设插芯结构后在射流雷诺数5000~20000范围内旋流冷却结构的靶面面

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积平均努塞尔数增加了5.9%~8.3%综合冷效因子增加了5.2%~6.6%吸力侧努塞尔数提

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高了14.8%~16.6%相邻喷嘴间流量的最大差从18%削减到5%插芯结构削减了上游射流在

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旋流腔轴心处的发展空间抑制了旋流回流和旋流涡核的形成降低了上游冷气对新鲜射流的干

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扰强化了旋流对壁面边界层的削弱效果从而有效增加了旋流结构的一致性并提高了靶面换热系

数的强度和均匀性。

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关键词旋流冷却透平叶片内部冷却努塞尔数射流雷诺数

中图分类号:TK474.7文献标志码:A

:/文章编号:()

DOI10.7652xtuxb2025010100253-987X202501-0105-11

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EffectofPluStructureontheFlowandHeatTransfer

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CharacteristicsofSwirlCooling