考虑槽缝和气膜孔射流冷气掺混的高负荷透平静叶非轴对称端壁气热性能和流热耦合机理研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51776151
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0602.内流流体力学
- 结题年份:2021
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:杜昆; 郭振东; 祝培源; 张超; 胡宇; 王凌峰; 张垲垣; 姜世杰;
- 关键词:
项目摘要
The aerothermal performance and flow/heat transfer coupling mechanisms of the non-axisymmetric endwall high-loaded turbine vane considering the mixing of the upstream slot and film cooling hole injection is to be experimentally measured and numerically analyzed in details. The aerothermal performance parameters and flow field visualization experimental system of non-axisymmetric endwall turbine vane is to be established under the effect of the upstream slot and film cooling hole injection. The effect of the upstream slot structure and endwall film cooling hole layout on the secondary flow evolution and cooling effectiveness of the non-axisymmetric endwall turbine vane are to be investigated. The influence of the upstream slot (mass flow rate, preswirl, and incidence) and endwall film cooling (blow ratio and incidence) parameters on the aerothermal characteristics of the non-axisymmetric endwall turbine vane are to be systemically analyzed. The flow/heat transfer coupling mechanisms of the non-axisymmetric endwall turbine vane under the effect of the upstream slot and film cooling hole injection is to be revealed. The action mechanism of the aerothermal performance variation of the non-axisymmetric endwall turbine vane is to be clarified. The non-axisymmetric endwall profiling and endwall cooling layout methodology for decreasing the secondary flow loss and improve the comprehensive cooling effectiveness of turbine vane endwall are to be proposed. The presented research project can provide the basic theory and technical support for the higher aerodynamic efficiency and safety of the high-loaded turbine vane design.
对考虑槽缝和气膜孔射流冷气掺混作用下高负荷透平静叶非轴对称端壁气动和传热性能开展详细地实验测量和数值分析。建立高负荷透平静叶端壁上游槽缝和端壁气膜孔射流冷气掺混作用下非轴对称端壁气动传热性能参数测量和流场可视化实验系统,全面研究槽缝结构和端壁气膜孔布局对静叶非轴对称端壁二次流发展和冷却效率的影响规律,系统分析不同槽缝射流(流量、预旋和入射角)和端壁气膜冷却(吹风比和入射角)参数时静叶非轴对称端壁气热性能的变化特性。揭示槽缝和气膜孔射流冷气掺混作用下高负荷静叶非轴对称端壁流热耦合机理,阐明高负荷静叶非轴对称端壁气热性能变化的作用机制,提出槽缝和气膜孔射流冷气掺混作用下高负荷静叶减少二次流损失和提高端壁综合冷却效率的非轴对称端壁造型和端壁冷却结构布局设计方法。旨在为设计具有更高效率和安全性的高负荷透平静叶提供理论基础和技术支撑。
结项摘要
高气动损失和高热负荷特征的高负荷透平静叶端壁对其造型设计和冷却布局带来了挑战。项目采用数值模拟、实验测量和理论分析的方法开展高负荷燃气透平静叶端壁气热耦合机理与非轴对称端壁优化设计和高效冷却布局研究。发展完善了射流冷气作用下高负荷透平静叶端壁气热性能数值模拟方法,设计搭建了射流冷气作用下透平静叶端壁气动性能和传热特性的实验测量平台,系统深入研究了射流冷气参数和冷却结构布局对高负荷透平静叶端壁气动性能和传热冷却特性的影响特性。提出了在静叶上游槽缝入射段与端壁连接处的过渡圆角结构和端壁间错位设计方案,相比常规槽缝结构,过渡圆角结构和错位设计时静叶附近端壁的冷却效率提高23.1%。设计了高负荷透平静叶端壁间断上游槽缝、静叶前缘气膜孔排和静叶前缘根部射流槽冷却布局,验证了与基准冷却布局相当的冷却效率且消耗二次冷却空气比基准冷却布局减少13.3%,并具有较小的气动损失。探究了真实运行工况下端壁不重合度下燃气透平收敛端壁的热负荷、近壁面二次流结构和静叶气动损失。静叶进口台阶结构使轴对称端壁静叶总压损失增大了0.17% ~ 1.5%,且进口台阶结构越靠近静叶前缘,总压损失越大。揭示了进口不重合造成的透平静叶轴对称造型端壁传热变化规律和近壁面流动机理。提出减少二次流损失和提高冷却效率的高负荷透平静叶非轴对称端壁设计优化系统和高效冷却布局,完成了透平静叶多目标非轴对称端壁优化设计。揭示了非轴对称端壁通过改变二次流结构扩大上游槽缝射流在压力侧端壁覆盖面积的作用机理,实现了端壁冷却效率在槽缝预旋射流等非设计气膜冷却工况下提升了1.0%-3.0%。项目研究工作阐明了高负荷燃气透平非轴对称端壁的二次流与射流冷气的相互掺混机制,揭示了非轴对称端壁提升高负荷透平静叶端壁气热性能的物理机理,为低气动损失和高冷却效率的高负荷透平静叶端壁型线设计和冷却布局提供理论依据和技术支撑。
项目成果
期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(3)
Turbine endwall cooling and heat transfer characteristics under slashface leakage interacted with nearby discrete-hole injections
斜面泄漏与附近离散孔注入相互作用下的涡轮端壁冷却和传热特性
- DOI:10.1016/j.ijthermalsci.2021.107167
- 发表时间:2021
- 期刊:International Journal of Thermal Sciences
- 影响因子:4.5
- 作者:Kaiyuan Zhang;Zhigang Li;Jun LI
- 通讯作者:Jun LI
Effect of gas turbine endwall misalignment with slashface leakage on the blade endwall aerothermal performance
燃气轮机端壁不对中及斜面泄漏对叶片端壁气动热性能的影响
- DOI:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.11.153
- 发表时间:2019
- 期刊:International Journal of Heat and Mass Transfer
- 影响因子:5.2
- 作者:Kaiyuan Zhang;Zhigang Li;Jun LI
- 通讯作者:Jun LI
进口端壁不重合对跨声速透平叶栅端壁流动和传热特性影响的研究
- DOI:--
- 发表时间:2018
- 期刊:西安交通大学学报
- 影响因子:--
- 作者:刘璐萱;李志刚;李军
- 通讯作者:李军
燃烧室和涡轮相互作用下高压涡轮级气热性能研究进展
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:航空学报
- 影响因子:--
- 作者:李军;栗智宇;李志刚;张垲垣;宋立明
- 通讯作者:宋立明
透平端壁冷却及泛冷却最优的端壁造型设计研究
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:西安交通大学学报
- 影响因子:--
- 作者:张垲垣;李志刚;李军
- 通讯作者:李军
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
外周血树突状细胞免疫治疗体外培养条件的优化
- DOI:10.3760/j:issn:1009-9158.2005.08.028
- 发表时间:2005-08-21
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:韩亚萍;李军;刘源;章莉莉;黄祖瑚
- 通讯作者:黄祖瑚
亲水性离子液体[EMIM]BF4对固定化β-葡萄糖醛酸苷酶催化活性的影响
- DOI:10.7503/cjcu20121082
- 发表时间:2013-07-19
- 期刊:
- 影响因子:--
- 作者:曹红;孙倩;李春;李开雄;李军
- 通讯作者:李军
在线能量分辨质谱结合量子化学计算分析山奈素的多级质谱行为
- DOI:10.5194/acp-15-715-2015
- 发表时间:2020
- 期刊:分析化学
- 影响因子:--
- 作者:管朋维;宋青青;张珂;李婷;李玮;屠鹏飞;李军;宋月林
- 通讯作者:宋月林
基于混合推理的煤矿电网线路故障预警研究
- DOI:10.3414/me15-01-0064
- 发表时间:2014
- 期刊:电子科技大学学报(社科版)
- 影响因子:--
- 作者:张佰尚;李向阳;李军
- 通讯作者:李军
广州水上巴士换乘等待时间优化研究
- DOI:10.1016/j.chemphys.2009.08.005
- 发表时间:2015
- 期刊:中山大学学报(自然科学版)
- 影响因子:--
- 作者:李军;黄莎
- 通讯作者:黄莎
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 }}
内容获取失败,请点击重试
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项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
李军的其他基金
刷式密封流热固耦合诱发刷丝束非均布机理和增强封严性能变直径刷丝设计方法研究
- 批准号:52376029
- 批准年份:2023
- 资助金额:51 万元
- 项目类别:面上项目
高负荷涡轮叶栅端区非定常气动传热特性耦合作用机理及高效冷却布局研究
- 批准号:51936008
- 批准年份:2019
- 资助金额:300 万元
- 项目类别:重点项目
lncRNA作为ceRNA参与miR-140-5p调控骨关节炎相关基因修饰和表达的作用机制
- 批准号:81672172
- 批准年份:2016
- 资助金额:60.0 万元
- 项目类别:面上项目
非接触阻尼密封内动态压力时空演化特性和气流激振流固耦合机理研究
- 批准号:51376144
- 批准年份:2013
- 资助金额:80.0 万元
- 项目类别:面上项目
透平机械刷式密封泄漏流动与迟滞特性和流固耦合机理的研究
- 批准号:50976083
- 批准年份:2009
- 资助金额:36.0 万元
- 项目类别:面上项目
叶轮机械叶栅顶部蜂窝汽封内流动传热特性和密封机理的研究
- 批准号:50506023
- 批准年份:2005
- 资助金额:25.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
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 }}