Выполнен анализ интенсивности теплообмена во вращающемся гладком канале, моделирующем охлаждающий канал рабочей лопатки газотурбинного двигателя. В качестве базового варианта выбран канал круглого сечения диаметром 6 мм и длиной 80 мм. Проведены расчеты теплообмена во вращающемся и неподвижном каналах, которые позволили оценить влияние вихревого течения на интенсивность теплообмена. Вращение канала с частотой 7400 оборотов в минуту моделировалось путём вращения домена, при этом ось вращения находилась на расстоянии 0,49 м от корневого сечения канала. На входе в канал задавалось полное давление 1040000 Па и температура 733 К, на выходе из канала задавался расход охлаждающего воздуха 0,02 кг/с. В качестве рабочей среды использовался идеальный газ - воздух, а в качестве модели турбулентности - SST (Shear Stress Transport), расчет производился с учетом эффекта плавучести. Проведена верификация расчетной модели теплообмена во вращающемся канале рабочей лопатки газотурбинного двигателя по данным экспериментальных исследований. Граничные условия на входе и выходе из канала задавались таким образом, чтобы параметры потока при расчете в точности соответствовали экспериментальным характеристикам. Полученные в результате численных расчетов распределения температуры и чисел Нуссельта качественно и количественно соответствует эксперименту. Расчетным путем определено распределение чисел Нуссельта на передней и задней стенках для вращающегося и неподвижного каналов, а также зависимости относительной тангенциальной скорости от относительной длины канала. Показано, что среднее значение чисел Нуссельта на передней стенке практически одинаково для вращающегося и неподвижного каналов, несмотря на наличие интенсивных вторичных течений во вращающемся канале, которые должны способствовать интенсификации теплообмена. Среднее значение чисел Нуссельта на задней стенке вращающегося канала выше по сравнению с неподвижным в результате действия вторичных течений, вызванных силой Кориолиса, перемещающей охлаждающий воздух из ядра потока к задней стенке.

  Повний текст PDF - 705.918 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"