李祥阳，陈万强，赵曙，2，杜建红2，米国际，王玮，卿绿军

（1.西安航空学院，陕西西安710077；2.西安航天动力试验技术研究所，陕西西安710100）

旋转多段连接通道换热特性数值模拟研究

李祥阳1，陈万强1，赵曙1，2，杜建红2，米国际1，王玮1，卿绿军1

（1.西安航空学院，陕西西安710077；2.西安航天动力试验技术研究所，陕西西安710100）

为深入了解旋转作用力对涡轮叶片多段连接通道换热特征的影响，采用三维数值模拟方法研究了多段连接内通道模型的流动换热。选取通道入口雷诺数为17 000、旋转数范围为0～0.09，多段连接通道3个出口的质量流量比例为25%、50%、25%，旋转半径与水力直径之比的范围为0～69.6，研究了旋转数、旋转半径对各段通道带肋壁面换热分布的影响。结果表明：旋转附加力造成径向出流通道沿程压力系数逐渐增大，径向入流通道的沿程压力系数迅速减小；径向出流通道后缘面的换热系数随旋转数增加而增大，径向入流通道后缘面的换热系数随旋转数增加而稍有减小，旋转作用对前缘面换热的影响情况与后缘面的情况相反；前、后缘面的换热系数沿流向均随旋转半径与水力直径比的增加稍有增大，换热增大幅度较小。

航空航天科学技术基础学科；带肋通道；旋转；对流传热；数值模拟；压力系数

0 引言

现代燃气涡轮发动机燃气的温度已远高于涡轮叶片材料的耐热极限，必须对涡轮叶片采取有效的冷却措施，才能使得燃气涡轮发动机安全、稳定、可靠的运行。现代燃气涡轮叶片多采用内、外部组合冷却方式，目的是借助最少的冷气达到相对较好的冷却效果；……