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船舶燃气轮机U型肋通道的颗粒沉积特性研究

赵宏杰  姜玉廷  郑群  陈禹田  陆松兵  
【摘要】:为了探究船舶燃气轮机内部冷却通道的颗粒沉积特性,本研究以分析从随压气机抽取的气体进入涡轮内部冷却通道内的颗粒动力学特性及颗粒与壁面相互作用的特性出发,基于高温壁面建立速度场影响的沉积模型,利用用户自定义函数实现沉积模型与CFD程序的嵌套。并简化船舶燃气轮机涡轮内部冷却通道,选取了在气膜孔与壁面之间夹角β=90°时,下游肋倾角α不同(α=30°,45°,60°,75°,90°),及在下游肋倾角α=60°时,气膜孔与壁面之间夹角β不同(β=30°,45°,60°,75°,90°)的八种不同内冷结构进行数值计算。研究表明,在β=90°不变时,随着α=90°减小到α=30°,弯头壁面换热性能和沉积率逐渐呈下降趋势,下游肋与肋之间壁面上颗粒的撞击率逐渐上升。α=60°,β=45°的U型肋通道,是八个内冷结构中弯头壁面沉积率最少、换热性能最好、能够有效减少内部冷却通道颗粒沉积和改善船舶燃气轮机涡轮海洋环境工作适应性的内冷结构。

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