热科学与技术

作者：朱凯笛,吕东

单位：大连理工大学 能源与动力学院 涡轮叶片创新实验室,大连理工大学 能源与动力学院 426房间

关键词：涡轮叶片,带肋通道,阻塞比,强化换热,数值模拟,

基金：中国航空发动机研究院先进航空动力创新工作站项目，编号HKCX2022-01-016

针对均匀高度扰流肋在涡轮叶片前缘通道内冷却效果差的问题，提出了无量纲化参数局部阻塞比，并以其为基础设计了两种新型非均匀高度肋。采用数值仿真方法研究了该参数对通道流动和换热的影响。结果表明：在总阻塞比一定时，通过将局部阻塞比更多分配在通道后部，增强了流体向前部的导流作用，增大了前部的速度和密流，进而有效降低了前缘的最高温度；同时还增加了后部换热面积，也使该处的冷却效果得到加强；与均匀肋高通道相比，两种新结构虽然总压损失分别升高了16.91％和35.97％，但是通道内腔表面平均努塞尔数在前部提升了8.65％和7.93％，在后部增加了8.37％和15.18％， 温度峰值的降低幅度（以光滑通道结果为参考基准）均增加了17％以上，综合冷却效果提升了4.64%和5.89％，揭示了局部阻塞比对于涡轮叶片前缘带肋通道强化换热的影响机理。

来源：2025年第3期

《热科学与技术》期刊编辑部

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