基于沉积附着模型与热障涂层耦合传热的燃气透平综合冷却特性的机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51606059
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0603.传热传质学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The deposition from the fuel impurities and the dust particles in the air are often found on the high temperature components for gas turbines, which is a hot issue nowadays. The experimental platform based on film cooling will be built for the study. To improve the existing adhesion model for the film-cooled turbines, the particle movement characteristics and the deposition mechanism near the wall will be investigated by using the particle image velocimetry (PIV) and the infrared thermal imaging instrument (IR). Considering the effects of the particle deposition and conjugated heat transfer on the thermal barrier coatings, the calculation method of the integrated cooling effectiveness will be put forward. Combined with the experimental data, an optimal cooling structure is also to be obtained. In addition, the integrated cooling effectiveness will be analyzed by the deformation experiments of the thermal barrier coatings and numerical simulations of the horseshoe vortex in the channel and coriolis force in rotation. The reliability and applicability of the prediction method for the integrated cooling effectiveness will be studied further. The reasonable analysis near the wall under actual working conditions for gas turbines will be carried out. According to the study, understanding of the gas-solid two phase flow and conjugated heat transfer will be escalated, which will provide both theoretical and technical supports for predicting the temperature distribution on the blade surface accurately.
针对燃料杂质和空气中灰尘等颗粒常沉积于燃气涡轮高温部件表面的热点问题,搭建气膜冷却沉积实验平台,采用PIV、红外热像仪等研究手段来分析气膜冷却保护下透平近壁区的颗粒运动特性与沉积规律,完善现有沉积研究中所使用的附着模型。通过对沉积影响下的基于热障涂层壁面冷却效果的耦合传热分析,结合实验数据,提出同时考虑颗粒沉积与耦合传热的综合冷却效率计算方法,并尝试获得最优的冷却结构。此外,通过热障涂层形变实验、通道马蹄涡与旋转科氏力的数值模拟,研究三者对综合冷却效率的影响,进一步分析颗粒沉积和耦合传热下综合冷却效率预测方法的可靠性与适用性,从而实现对实际工作下燃气透平近壁区沉积状况的合理分析,深化对透平中气固两相流和耦合传热的机理认识,为工作叶片表面温度的准确预测提供理论与技术支持。

结项摘要

针对燃料杂质和空气中灰尘等颗粒常沉积于燃气涡轮高温部件表面的热点问题,搭建了平板气膜冷却沉积实验平台,采用了红外热像仪等研究手段来分析气膜冷却保护下透平近壁区的温度分布与颗粒沉积规律,完善现有沉积研究中所使用的附着模型。通过对沉积影响下的基于壁面冷却效果的耦合传热分析,结合实验数据,提出同时考虑颗粒沉积与耦合传热的分析方法,并尝试获得最优的冷却结构。.碰撞和沉积主要发生在叶片压力侧,随着进气角的增加,碰撞率和沉积率在叶片压力侧靠近尾缘的位置处逐渐减少,而在压力侧气膜孔附近的位置逐渐增加。说明增大进气角度会减少颗粒对尾缘的磨损程度。随着颗粒粒径的增大,冲击率明显大于沉积率。申请人不但提出了一套准确预测颗粒沉积的模型,而且提出了跨学科测试颗粒沉积的方法,设计了一种用于检测雾化石蜡颗粒沉积量的天线结构。当微颗粒沉积在微带天线表面时,微带天线的介电常数由于电容的减小而增大。利用仿真软件CST MWS 2015对天线尺寸和介质层厚度进行可变扫描,寻找合适的天线形状。通过比较两个电容的充放电时间,可以计算出检测天线的电容。最终根据实测粒沉积质量,拟合出了颗粒预测函数曲线。.相关研究可以用于分析燃料或气流中掺杂颗粒物对设备工作稳定性的影响。此外,研究成果可以用来预测高燃气轮机透平叶片的使用寿命,并可推广到烟气轮机和整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统等领域。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
A review of multiphase flow and deposition effects in film-cooled gas turbines
薄膜冷却燃气轮机中多相流和沉积效应的综述
  • DOI:
    10.2298/tsci180108258w
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Thermal Science
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Jin Wang;Milan VUJANOVIĆ;Bengt SUNDÉN
  • 通讯作者:
    Bengt SUNDÉN
Effect of blockage configuration on film cooling with and without mist injection
堵塞配置对喷雾和不喷雾的薄膜冷却的影响
  • DOI:
    10.1016/j.energy.2018.04.050
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
    Energy
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Ke Tian;Jin Wang;Chao Liu;Li Yang;Bengt Sundén
  • 通讯作者:
    Bengt Sundén
Effect of spherical blockage configurations on film cooling
球形堵塞结构对气膜冷却的影响
  • DOI:
    10.2298/tsci171229257w
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Thermal Science
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Jin Wang;Ke Tian;Kai Zhang;Jakov Baleta;Bengt Sundén
  • 通讯作者:
    Bengt Sundén
Effect of hole blockage configurations on film cooling in gas turbine components
孔堵塞结构对燃气轮机部件气膜冷却的影响
  • DOI:
    10.3303/cet1761036
  • 发表时间:
    2017-10
  • 期刊:
    Chemical Engineering Transactions
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ke Tian;Jin Wang;Zhanxiu Chen;Li Yang;Guelailia Ahmed;Bengt Sundén
  • 通讯作者:
    Bengt Sundén
Effect of combined hole configuration on film cooling with and without mist injection
组合孔结构对带雾喷射和不带喷射的气膜冷却的影响
  • DOI:
    10.2298/tsci171228266t
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Thermal Science
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Ke Tian;Jin Wang;Chao Liu;Jakov Baleta;Li Yang;Bengt Sundén
  • 通讯作者:
    Bengt Sundén

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

核酸适配体结合蛋白质靶标的亲和力表征方法及其在疾病诊断中的应用
  • DOI:
    10.13865/j.cnki.cjbmb.2018.04.04
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国生物化学与分子生物学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    汪靖;王进;曾家豫
  • 通讯作者:
    曾家豫
亚太区域不同遮挡情形下多系统组合PPP定位效能分析
  • DOI:
    10.14075/j.jgg.2018.06.003
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    大地测量与地球动力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    黄观文;雷哲哲;王进;赵丽华
  • 通讯作者:
    赵丽华
Signature microRNA expression profile is associated with spontaneous hypertension in African green monkey
特征性 microRNA 表达谱与非洲绿猴自发性高血压相关
  • DOI:
    10.1080/10641963.2018.1469646
  • 发表时间:
    2019-04
  • 期刊:
    Clinical and Experimental Hypertension
  • 影响因子:
    12.3
  • 作者:
    周小军;王进;法云智;叶华虎
  • 通讯作者:
    叶华虎
新颖杂化的SWCNT-环糊精:合成及杯状大环物主客体作用用于持久性有机污染物的传感识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    Journal of Materials Chemistry
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王进
  • 通讯作者:
    王进
基于BIM-5D的工程施工成本预测系统构建
  • DOI:
    10.13991/j.cnki.jem.2015.04.020
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    工程管理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    唐海燕;刘荣桂;韩豫;王进
  • 通讯作者:
    王进

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

王进的其他基金

磁性纳米流体在柔性微柱通道中的输运行为和主动强化传热机理研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码